ES2654336T3 - Factor VIII, von Willebrand factor or its complexes with prolonged in vivo half-life - Google Patents
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Abstract
Un factor VIII modificado o un complejo que comprende factor VIII modificado y VWF no modificado, donde el factor VIII modificado está fusionado en una parte C-terminal del polipéptido de traducción primario del factor VIII con la parte N-terminal de una albúmina.A modified factor VIII or a complex comprising modified factor VIII and unmodified VWF, wherein the modified factor VIII is fused in a C-terminal part of the primary translation polypeptide of factor VIII with the N-terminal part of an albumin.
Description
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
Factor VIII, factor de von Willebrand o sus complejos con semivida in vivo prolongada Campo de la invención:Factor VIII, von Willebrand factor or its complexes with prolonged in vivo half-life Field of the invention:
La presente invención se refiere a secuencias modificadas de ácido nucleico que codifican el factor de coagulación VIII (FVIII) y el factor de von Willebrand (VWF, por sus siglas en inglés) no modificado, así como también a sus complejos y sus derivados, a vectores de expresión recombinantes que contienen tales secuencias de ácido nucleico, a células huésped transformadas con tales vectores de expresión recombinantes, a polipéptidos recombinantes y derivados codificados por dichas secuencias de ácido nucleico donde los polipéptidos recombinantes y derivados poseen actividades biológicas junto con una semivida in vivo prolongada y/o una recuperación in vivo mejorada en comparación con la proteína de origen natural no modificada. La invención también se refiere a las secuencias de FVIII correspondientes que dan como resultado un rendimiento mejorado de la expresión. La presente invención se refiere además a procesos para la elaboración de tales proteínas recombinantes y sus derivados. La invención también se refiere a un vector de transferencia para su uso en terapia génica humana, que comprende tales secuencias modificadas de ácido nucleico.The present invention relates to modified nucleic acid sequences encoding the coagulation factor VIII (FVIII) and von Willebrand factor (VWF, by its acronym) unmodified, as well as their complexes and derivatives thereof, to recombinant expression vectors containing such nucleic acid sequences, host cells transformed with such recombinant expression vectors, recombinant polypeptides and derivatives encoded by said nucleic acid sequences for recombinant and derived polypeptides have biological activities together with an in vivo half-life prolonged and / or improved in vivo recovery compared to unmodified naturally occurring protein. The invention also relates to corresponding FVIII sequences that result in improved performance of the expression. The present invention further relates to processes for the preparation of such recombinant proteins and their derivatives. The invention also relates to a transfer vector for use in human gene therapy, which comprises such modified nucleic acid sequences.
Antecedentes de la invención:Background of the invention:
Existen varios trastornos hemorrágicos provocados por deficiencias de los factores de coagulación de la sangre. Los trastornos más habituales son la hemofilia A y B, que son el resultado de deficiencias del factor de coagulación de la sangre VIII y IX, respectivamente. Otro trastorno hemorrágico conocido es la enfermedad de von Willebrand.Several bleeding disorders caused by deficiencies of clotting factors in the blood. The most common disorders are hemophilia A and B, which are the result of deficiencies of coagulation factor VIII blood and IX, respectively. Another known bleeding disorder is von Willebrand disease.
En plasma, FVIII existe principalmente como un complejo no covalente con VWF y su función coagulante consiste en acelerar la conversión, dependiente del factor IXa, del factor X en Xa. Debido a la formación del complejo de FVIII y VWF, se asumió durante mucho tiempo que las funciones de FVIII y VWF eran dos funciones de la misma molécula. Tan solo en los años 70 resultó obvio que FVIII y VWF eran moléculas diferentes que formaban un complejo en condiciones fisiológicas. A continuación, en los años 80, se determinó la constante de disociación de aproximadamente 0.2 nmol/L (Leyte et al., Biochem J 1989, 257: 679-683) y se estudió la secuencia de ADN de ambas moléculas.In plasma, FVIII exists mostly as a noncovalent complex with VWF and its coagulant function is to accelerate the conversion, dependent factor IXa, factor X to Xa. Due to the formation of FVIII and VWF complex, long it assumed the functions of FVIII and VWF were two functions on the same molecule. Only in the 70s it became obvious that FVIII and VWF were different molecules forming a complex under physiological conditions. Then, in the 80s, the dissociation constant of about 0.2 nmol / L (. Leyte et al, Biochem J 1989, 257: 679-683) was determined and the DNA sequence of both molecules was studied.
La hemofilia clásica o hemofilia A es un trastorno hemorrágico hereditario. Es el resultado de una deficiencia relacionada con el cromosoma X del factor FVIII de coagulación de la sangre y afecta casi exclusivamente a los hombres con una incidencia comprendida entre uno y dos individuos por cada 10 000. El defecto en el cromosoma X es transmitido por portadores femeninos que no son hemofílicos de por sí. La manifestación clínica de la hemofilia A consiste en una mayor tendencia a sufrir hemorragias. Antes de que se introdujera el tratamiento con concentrados de FVIII, la esperanza de vida media para una persona con hemofilia grave era inferior a 20 años. El uso de concentrados de FVIII procedentes de plasma ha mejorado de forma considerable la situación para los pacientes con hemofilia A, aumentando la esperanza de vida media considerablemente y proporcionando a la mayoría de ellos la posibilidad de vivir una vida más o menos normal. A pesar de ello, han habido ciertos problemas con los concentrados derivados de plasma y su uso, los más serios de los cuales han sido la transmisión de virus. Hasta ahora, los virus que provocan la hepatitis B, hepatitis que no sea de tipo A ni B y el SIDA han provocado estragos en la población. Desde entonces, se han desarrollado recientemente distintos métodos de desactivación de virus y nuevos concentrados de FVIII altamente purificados, los cuales establecen un estándar de seguridad muy elevado también para FVIII derivado de plasma.Classic hemophilia or hemophilia A is an inherited bleeding disorder. It is the result of a deficiency related to the X chromosome FVIII clotting blood and affects almost exclusively males with an incidence of between one and two individuals per 10 000. The defect on the X chromosome is transmitted by carriers Females who are not hemophiliacs per se. The clinical manifestation of hemophilia A is an increased bleeding tendency. Before treatment with FVIII concentrates was introduced, the average life expectancy for a person with severe hemophilia was less than 20 years. The use of FVIII concentrates from plasma has considerably improved the situation for patients with hemophilia A, increasing the average life expectancy considerably and giving most of them the possibility to live a more or less normal life. However, there have been some problems with the plasma derived concentrates and their use, the most serious of which have been the transmission of viruses. So far, the viruses that cause hepatitis B, hepatitis other than type A or B and AIDS have wreaked havoc on the population. Since then, recently they developed different methods of virus inactivation and new highly purified factor VIII concentrates, which set a very high safety standard also for plasma-derived FVIII.
La clonación de ADNc para FVIII (Wood et al. 1984. Nature 312:330-336; Vehar et al. 1984. Nature 312:337-342) permitió expresar FVIII de forma recombinante, lo cual llevó al desarrollo de varios productos de FVIII recombinantes, los cuales fueron aprobados por las autoridades reguladoras entre 1992 y 2003. El hecho de que el dominio B central de la cadena polipeptídica de FVIII que reside entre los aminoácidos Arg-740 y Glu-1649 no parece ser necesario para obtener la actividad biológica completa también ha llevado al desarrollo de un FVIII con el dominio B suprimido.CDNA cloning for FVIII (Wood et al 1984 Nature 312: 330-336; Vehar et al 1984. Nature 312:.. 337-342) allowed to express FVIII recombinantly, leading to the development of several products of FVIII recombinants, which were approved by the regulatory authorities between 1992 and 2003. the fact that the domain B core of the polypeptide chain of FVIII residing between Arg-740 and Glu-1649 amino acids seems not to be necessary for biological activity complete has also led to the development of an FVIII with the deleted B domain.
La molécula de FVIII madura está constituida por 2332 aminoácidos, los cuales se pueden agrupar en tres dominios A homólogos, dos dominios C homólogos y un dominio B, los cuales están dispuestos en el siguiente orden: A1-A2- B-A3-C1-C2. La secuencia de aminoácidos completa de FVIII humano maduro se muestra en la SEQ ID NO:15. Durante su secreción en el plasma, FVIII es procesado intracelularmente para obtener una serie de heterodímeros unidos a iones metálicos a medida que FVIII monocatenario es escindido en la frontera de B-A3 y en diferentes sitios del dominio B. Este procesamiento proporciona moléculas heterogéneas de cadena pesada constituidas por el dominio A1, A2 y varias partes del dominio B, las cuales tienen un tamaño molecular comprendido entre 90 kDa y 200 kDa. Las cadenas pesadas están unidas mediante un ión metálico a las cadenas ligeras, que están constituidas por el dominio A3, C1 y C2 (Saenko et al. 2002. Vox Sang. 83:89-96). En plasma, este FVIII heterodimérico se uneThe mature FVIII molecule consists of 2332 amino acids, which can be grouped into three domains A homologues, homologues two domains C and a B domain, which are arranged in the following order: A1-A2 B-A3-C1- C2 The complete amino acid sequence of mature human FVIII is shown in SEQ ID NO: 15. During its secretion into plasma FVIII it is processed intracellularly to obtain a series of heterodimers bound metal ions as FVIII single strand is cleaved at the border of B-A3 at different locations of the domain B. This processing provides heterogeneous chain molecules heavy domain consisting of the A1, A2 and various parts of the B domain, which have a molecular size of between 90 kDa and 200 kDa. The heavy chains are linked by a metal ion to the light chains, which are constituted by domain A3, C1 and C2 (Saenko et al. 2002. Vox Sang. 83: 89-96). In plasma, this heterodimeric FVIII binds
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con afinidad elevada al factor de von Willebrand (VWF), el cual lo protege contra un metabolismo prematuro. La semivida de FVIII no activado unido a VWF es de aproximadamente 12 horas en plasma.with high affinity to von Willebrand factor (VWF), which protects against premature metabolism. FVIII half-life activated not bound VWF is about 12 hours in plasma.
El factor FVIII de coagulación se activa mediante la escisión proteolítica por parte de FXa y trombina en los aminoácidos Arg372 y Arg740 de la cadena pesada y en Arg1689 de la cadena ligera, lo cual provoca la liberación del factor de von Willebrand y la generación del heterotrímero de FVIII activado, el cual formará el complejo tenasa sobre superficies de fosfolípidos con FIXa y FX, siempre que haya Ca2+ presente. El heterotrímero está constituido por el dominio A1, un fragmento de 50 kDa, el dominio A2, un fragmento de 43 kDa, y la cadena ligera (A3-C1-C2), un fragmento de 73 kDa. De este modo, la forma activa de FVIII (FVIIIa) está constituida por una subunidad A1 asociada a través de la unión a un ion metálico divalente a una cadena ligera A3-C1-C2 escindida por la trombina y una subunidad A2 libre asociada de forma relativamente débil con el dominio A1 y A3.The FVIII coagulation factor activated by proteolytic cleavage by FXa and thrombin at Arg372 and Arg740 amino acid heavy chain and at Arg1689 in the light chain, which triggers the release of von Willebrand factor and generation heterotrimer FVIII activated, which will form the tenase complex on phospholipid surfaces with FIXa and FX provided that Ca2 + present there. The heterotrimer consists of the A1 domain, a fragment of 50 kDa A2 domain, a fragment of 43 kDa, and the light chain (A3-C1-C2), a fragment of 73 kDa. Thus, the active form of FVIII (FVIIIa) consists of an A1-subunit associated through binding to a divalent metal ion to an A3-C1-C2 light chain cleaved by thrombin and a free A2 subunit associated form relatively weak with domain A1 and A3.
Para evitar una coagulación excesiva, FVIIIa debe ser desactivado poco después de su activación. No se considera que la desactivación de FVIIIa por parte de la Proteína C activada (APC, por sus siglas en inglés) mediante la escisión en Arg336 y Arg562 sea un paso limitante de la velocidad importante. En su lugar, se cree que es la disociación de la subunidad A2 unida covalentemente del heterotrímero la que constituye el paso limitante de la velocidad en la desactivación de FVIIIa tras la activación de la trombina (Fay et al. 1991. J. Biol. Chem. 266 8957, Fay y Smudzin 1992. J. Biol. Chem. 267:13246-50). Este es un proceso rápido, lo cual explica la corta semivida de FVIIIa en plasma, que es tan solo de 2.1 minutos (Saenko et al. 2002. Vox Sang. 83:89-96).To prevent excessive clotting FVIII must be deactivated shortly after activation. The deactivation of FVIIIa by activated Protein C (APC) by cleavage in Arg336 and Arg562 is not considered to be an important speed limiting step. Instead, it is believed to be the dissociation of the A2 subunit covalently bound the heterotrimer which is the speed limiting step in inactivating FVIIIa after thrombin activation (Fay et al. 1991. J. Biol. Chem 266 8957, Fay and Smudzin 1992. J. Biol. Chem. 267: 13246-50). This is a quick process, which explains the short half-life of FVIIIa in plasma, which is only 2.1 minutes (Saenko et al. 2002. Vox Sang. 83: 89-96).
En pacientes con hemofilia A grave sometidos a un tratamiento profiláctico, FVIII debe ser administrado por vía intravenosa (i.v.) aproximadamente 3 veces por semana, debido a la corta semivida en plasma de FVIII de aproximadamente 12 a 14 horas. Cada administración i.v. es molesta, se asocia con dolor y conlleva el riesgo de infección, especialmente debido a que principalmente se la realizan en casa los mismos pacientes o los padres de los niños a los que se les ha diagnosticado hemofilia A.In patients with severe haemophilia undergoing prophylactic treatment FVIII has to be administered intravenously (i.v.) about 3 times per week due to the short half-life in plasma FVIII of about 12 to 14 hours. Each administration i.v. It is annoying, it is associated with pain and carries the risk of infection, especially since it is mainly performed at home by the same patients or parents of children who have been diagnosed with hemophilia A.
Por lo tanto, sería muy deseable crear un FVIII con una mayor semivida funcional, lo cual permitiría la elaboración de composiciones farmacéuticas que contuvieran FVIII, las cuales se deberían administrar con menos frecuencia.Therefore, it would be highly desirable to create an FVIII with a higher functional half-life, which would allow the development of pharmaceutical compositions containing FVIII, which should be administered less frequently.
Se han realizado varios intentos de prolongar la semivida de FVIII no activado, ya sea reduciendo su interacción con receptores celulares (WO 03/093313A2, WO 02/060951A2), uniendo polímeros covalentemente a FVIII (WO 94/15625, WO 97/11957 y US 4970300), encapsulando FVIII (WO 99/55306), introduciendo sitios de unión a metales novedosos (WO 97/03193), uniendo covalentemente el dominio A2 al dominio A3 ya sea mediante un enlace peptídico (wO 97/40145 y WO 03/087355) o de tipo disulfuro (WO 02/103024A2) o uniendo covalentemente el dominio A1 al dominio A2 (WO2006/108590).There have been several attempts to prolong the half-life of FVIII not activated, either by reducing its interaction with (WO 03 / 093313A2, WO 02 / 060951A2) cellular receptors, covalently attaching polymers to FVIII (WO 94/15625, WO 97/11957 and US 4970300), encapsulating FVIII (WO 99/55306), introducing novel binding sites metals (WO 97/03193), by covalently attaching the A2 domain to the A3 domain either by peptidic linkage (WO 97/40145 and WO 03 / 087,355) or disulfide (WO 02 / 103024A2) or by covalently attaching the A1 domain to the A2 domain (WO2006 / 108590).
Otra estrategia para mejorar la semivida funcional de FVIII o VWF consiste en la PEGilación de FVIII (WO 2007/126808, WO 2006/053299, WO 2004/075923) o la PEGilación de VWF (WO 2006/071801), donde el VWF pegilado, al tener una mayor semivida, también mejoraría de forma indirecta la semivida de FVIII presente en plasma.Another strategy to improve the functional half-life of FVIII or VWF is PEGylation of FVIII (WO 2007/126808, WO 2006/053299, WO 2004/075923) or PEGylation of VWF (WO 2006/071801), where the pegylated VWF, having a greater half-life, indirectly also enhance the half-life of FVIII present in plasma.
Debido a que ninguna de las estrategias descritas anteriormente ha dado como resultado todavía un agente farmacéutico de FVIII aprobado y debido a que la introducción de mutaciones en la secuencia de origen natural de FVIII o la introducción de modificaciones químicas supone al menos un riesgo teórico de que se creen variantes inmunogénicas de FVIII, sigue siendo necesario desarrollar moléculas modificadas del factor de coagulación VIII que exhiban una semivida prolongada.Since none of the strategies described above resulted in still a pharmaceutical agent of FVIII approved and because the introduction of mutations in the naturally occurring sequence of FVIII or introducing chemical modifications entails at least a theoretical risk that immunogenic variants FVIII believe, still need to develop modified coagulation factor molecules VIII exhibiting a long half-life.
Teniendo en cuenta el posible riesgo trombogénico, resulta más deseable prolongar la semivida de la forma no activada del FVIII que la del FVIIIa.Given the potential thrombogenic risk it is more desirable to prolong the half life of non-activated form of FVIII than that of FVIIIa.
El factor VWF, el cual se encuentra ausente, funcionalmente defectuoso o únicamente disponible en una cantidad reducida en diferentes formas de la enfermedad de von Willebrand (VWD, por sus siglas en inglés), es una glucoproteína adhesiva multimérica presente en el plasma de los mamíferos, que presenta múltiples funciones fisiológicas. Durante la hemostasis primaria, VWF actúa como mediador entre receptores específicos sobre la superficie de las plaquetas y componentes de la matriz extracelular tales como el colágeno. Además, VWF actúa como portador y proteína estabilizante para FVIII procoagulante. El factor VWF se sintetiza en las células endoteliales y megacariocitos como una molécula precursora de 2813 aminoácidos. La secuencia de aminoácidos y la secuencia de ADNc de VWF de origen natural se describen en Collins et al. 1987, Proc Natl. Acad. Sci. USA 84:4393-4397. El polipéptido precursor, pre-pro-VWF, está constituido por un péptido señal de 22 residuos, un propéptido de 741 residuos y el polipéptido de 2050 residuos que se encuentra en VWF en plasma maduro (Fischer et al., FEBS Lett. 351: 345-348, 1994). Después de la escisión del péptido señal en el retículo endoplasmático, se forma un puente disulfuro C-terminal entre dos monómeros de VWF. Durante el transporte adicional a través de la vía secretora, se añaden 12 cadenas laterales de carbohidratos unidas a N y 10 unidas a O. Cabe destacar que los dímeros de VWF se multimerizan mediante los puentes disulfuro N-terminales y el propéptido de 741 aminoácidos de longitud es escindido por la enzima PACE/furina en el aparato de Golgi tardío. El propéptido, así como tambiénThe VWF factor, which is absent, functionally defective or only available at a reduced various forms of von Willebrand disease (VWD, for its acronym in English) amount is a multimeric adhesive glycoprotein present in plasma of mammals , which presents multiple physiological functions. During primary hemostasis, VWF acts as a mediator between specific receptors on the platelet surface and components of the extracellular matrix such as collagen. Moreover, VWF serves as a carrier and stabilizing protein for procoagulant FVIII. Factor VWF is synthesized in endothelial cells and megakaryocytes as a 2813 amino acid precursor molecule. The amino acid sequence and the cDNA sequence of naturally occurring VWF are disclosed in Collins et al. 1987, Proc Natl. Acad. Sci. USA 84: 4393-4397. The precursor polypeptide, pre-pro-VWF, consists of a signal peptide of 22 residues, a propeptide of 741 residues and polypeptide 2,050 residues found in VWF in mature plasma (Fischer et al, FEBS Lett 351..: 345-348, 1994). After cleavage of the signal peptide in the endoplasmatic reticulum a C-terminal disulfide bridge is formed between two monomers of VWF. During further transport through the secretory pathway 12 carbohydrate side chains attached to N and 10 O. are added together to Notably VWF dimers disulfide bridges multimerized by N-terminal propeptide and the amino acid 741 length is cleaved by the enzyme PACE / furin in the late Golgi apparatus. The propeptide, as well as
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los multímeros de elevado peso molecular de VWF (VWF-HMWM), se almacenan en los cuerpos de Weibel-Pallade de las células endoteliales o en los Gránulos a de las plaquetas.VWF high molecular weight multimers (VWF-HMWM) are stored in Weibel-Pallade bodies of endothelial cells or in Granules a of platelets.
Una vez secretada en el plasma, la proteasa ADAMTS13 escinde VWF en el dominio A1 de VWF. Por consiguiente, VWF en plasma está constituido por un intervalo completo de multímeros que van desde dímeros individuales de 500 kDa hasta multímeros constituidos por más de 20 dímeros de un peso molecular superior a 10 000 kDa. En la presente, VWF-HMWM presenta la actividad hemostática más potente, que se puede medir según la actividad del cofactor ristocetina (VWF:RCo). Cuanto mayor sea la proporción de VWF:RCo/antígeno VWF, mayor será la cantidad relativa de multímeros de peso molecular elevado.Once secreted in plasma, the ADAMTS13 protease cleaves VWF in the A1 domain of VWF. Therefore, VWF in plasma consists of a full range of multimers ranging from individual 500 kDa dimers to multimers consisting of more than 20 dimers of a molecular weight greater than 10,000 kDa. Herein, VWF HMWM-wraps powerful hemostatic activity, which can be measured according to ristocetin cofactor activity (VWF: RCo). The higher the ratio of VWF: RCo / VWF antigen, the higher the relative amount of high molecular weight multimers.
Los defectos en VWF provocan la enfermedad de von Willebrand (VWD), la cual se caracteriza por un fenotipo hemorrágico más o menos pronunciado. La VWD de tipo 3 es la forma más grave, en la cual VWF está totalmente ausente; la VWD de tipo 1 se relaciona con una pérdida cuantitativa de VWF y su fenotipo puede ser muy leve. La VWD de tipo 2 se relaciona con defectos cualitativos de VWF y puede ser tan grave como la VWD de tipo 3. La VWD de tipo 2 presenta muchas subformas, algunas de las cuales se asocian con la pérdida o la reducción de multímeros de peso molecular elevado. La VWD de tipo 2a se caracteriza por una pérdida de multímeros tanto grandes como intermedios. La VWD de tipo 2B se caracteriza por una pérdida de los multímeros de peso molecular más elevado.Defects in VWF cause von Willebrand disease (VWD), which is characterized by a more or less pronounced bleeding phenotype. VWD type 3 is the most severe form in which VWF is completely absent; Type 1 VWD is related to a quantitative loss of VWF and its phenotype can be very slight. VWD type 2 relates to qualitative defects are VWF and can be as severe as VWD type 3. VWD type 2 has many sub-forms, some of which are associated with the loss or reduction of molecular weight multimers high. VWD type 2a is characterized by a loss of multimers large and intermediate. VWD type 2B is characterized by a loss of multimers of higher molecular weight.
La VWD es el trastorno hemorrágico hereditario más frecuente en los seres humanos y se puede tratar mediante una terapia de reemplazo con concentrados que contengan VWF de origen plasmático o recombinante. El factor VWF se puede preparar a partir de plasma humano según se describe, por ejemplo en EP 05503991. El documento EP 0784632 describe un método para aislar VWF recombinante.VWD is the most common inherited bleeding disorder in humans and can be treated by replacement therapy with concentrates containing VWF of plasma or recombinant origin. The VWF factor can be prepared from human plasma as described, for example in EP 05503991. EP 0784632 describes a method for isolating recombinant VWF.
En plasma, FVIII se une con una afinidad elevada a VWF, el cual lo protege contra un catabolismo prematuro y, de este modo, desempeña, además de su función en la hemostasis primaria, una función crucial en la regulación de los niveles en plasma de FVIII y, como consecuencia, también constituye un factor central para controlar la hemostasis secundaria. La semivida de FVIII no activado unido a VWF es de aproximadamente 12 a 14 horas en plasma. En la enfermedad de von Willebrand de tipo 3, en la que no hay o casi no hay VWF presente, la semivida de FVIII es de tan solo aproximadamente 6 horas, lo cual provoca síntomas de hemofilia A de leve a moderada en estos pacientes, debido a la reducción de las concentraciones de FVIII. El efecto estabilizador de VWF sobre FVIII también se ha utilizado para propiciar la expresión recombinante de FVIII en células CHO (Kaufman et al. 1989, Mol Cell Biol).In plasma, FVIII binds with high affinity to VWF, which protects it from premature catabolism and thus, in addition to its role in primary hemostasis, plays a crucial role in regulating the plasma levels of FVIII and, as a consequence, it is also a central factor in controlling secondary hemostasis. FVIII half-life activated not bound VWF is about 12 to 14 hours in plasma. In von Willebrand disease type 3, where not there or almost no VWF present, the half-life of FVIII is only about 6 hours, resulting in symptoms of Hemophilia A mild to moderate in these patients, since to the reduction of FVIII concentrations. The stabilizing effect of VWF on FVIII has also been used to facilitate recombinant expression of FVIII in CHO (Kaufman et al. 1989, Mol Cell Biol) cells.
Hasta el día de hoy, el tratamiento estándar de la hemofilia A y de VWD implica infusiones intravenosas frecuentes de preparados de FVIII y concentrados de VWF o de concentrados que comprenden un complejo de FVIII y VWF que deriva de plasmas de donantes humanos o, en el caso de FVIII, de preparados farmacéuticos basados en FVIII recombinante. Aunque estas terapias de reemplazo son generalmente eficaces, p. ej., en pacientes con hemofilia A grave sometidos a un tratamiento profiláctico, FVIII se debe administrar por vía intravenosa (i.v.) aproximadamente 3 veces por semana debido a la corta semivida en plasma de FVIII de aproximadamente 12 horas. Ya por encima de niveles de un 1% de la actividad de FVIII en personas no hemofílicas, p. ej., para un aumento de los niveles de FVIII de 0.01 U/mL, la hemofilia A grave se convierte en hemofilia A moderada. En la terapia profiláctica, las pautas posológicas están diseñadas de modo que los niveles de base de la actividad de FVIII no se reduzcan por debajo de niveles de un 2-3% de la actividad de FVIII en personas no hemofílicas. Cada administración i.v. es molesta, se asocia con dolor y conlleva el riesgo de infección, especialmente debido a que es realizada principalmente en un tratamiento en casa por parte de los mismos pacientes o los padres de los niños a los que se les ha diagnosticado hemofilia A. Además, las inyecciones i.v. frecuentes provocan inevitablemente la formación de cicatrices, lo cual interfiere con infusiones futuras. Debido a que el tratamiento profiláctico en la hemofilia grave se inicia en etapas tempranas de la vida, teniendo los niños a menudo menos de 2 años de edad, resulta aún más difícil inyectar FVIII 3 veces por semana en las venas de pacientes tan pequeños. Durante un periodo limitado, el implante de sistemas de puerto puede ofrecer una alternativa. A pesar del hecho de que se pueden producir infecciones repetidas y de que los puertos pueden provocar inconvenientes durante el ejercicio físico, normalmente se consideran favorables a pesar de ello en comparación con las inyecciones intravenosas.Until today the standard treatment of Hemophilia A and VWD involves frequent intravenous infusions of preparations of FVIII and VWF concentrates or of concentrates comprising a complex of FVIII and VWF derived from plasmas of human donors or in the case of FVIII, of pharmaceutical preparations based on recombinant FVIII. Although these replacement therapies are generally effective, e.g. g., in patients with severe haemophilia undergoing prophylactic treatment FVIII must be administered intravenously (i.v.) about 3 times per week due to the short plasma half life of FVIII of about 12 hours. Already above levels of 1% of FVIII activity in nonhemophilic people, p. eg., an increase FVIII levels of 0.01 U / mL, severe hemophilia A hemophilia becomes moderate. In prophylactic therapy, dosage regimens are designed so that the background level of FVIII activity is not reduced below levels of 2-3% of the FVIII activity in non-hemophiliacs. Each administration i.v. is annoying, is associated with pain and carries the risk of infection, especially because it is mainly carried out in a treatment at home by the same patients or parents of children who have been diagnosed with hemophilia A. In addition, iv injections frequent inevitably cause the formation of scars, which interferes with future infusions. Because prophylactic treatment in severe hemophilia starts early in life, often having children less than 2 years of age, it is even more difficult to inject FVIII 3 times a week in the veins of such small patients. For a limited period, the implantation of port systems may offer an alternative. Despite the fact that repeated infections may occur and that can cause problems ports during exercise, usually considered favorable nevertheless compared to intravenous injections.
En la técnica anterior, se han descrito fusiones de factores de coagulación con albúmina (WO 01/79271), alfa- fetoproteína (WO 2005/024044) e inmunoglobulina (WO 2004/101740) como polipéptidos que mejoran la semivida. Se creía que estos estaban unidos al extremo carboxilo o amino o a ambos extremos del resto proteico terapéutico respectivo, ocasionalmente conectados mediante conectores peptídicos, preferentemente mediante conectores constituidos por glicina y serina.In the prior art, they described fusions of coagulation factors to albumin (WO 01/79271), alpha-fetoprotein (WO 2005/024044) and immunoglobulin (WO 2004/101740) as half-life enhancing polypeptides. It was believed that these were attached to the carboxyl or amino terminus or to both ends of the respective therapeutic protein moiety, occasionally connected by peptide linkers, preferably by connectors consisting of glycine and serine.
Ballance et al. (WO 01/79271) describieron polipéptidos de fusión N-terminales o C-terminales de una multitud de polipéptidos terapéuticos diferentes fusionados con albúmina de suero humano. Se describen listas exhaustivas de posibles componentes para la fusión sin describir datos experimentales para casi ninguno de estos polipéptidos, tanto si las proteínas de fusión con albúmina respectivas conservan de hecho la actividad biológica y presentan propiedades mejoradas como si no. Entre dicha lista de polipéptidos terapéuticos, también se mencionan FVIII y VWF.Ballance et al. (WO 01/79271) described N-terminal or C-terminal fusion polypeptides of a multitude of different therapeutic polypeptides fused with human serum albumin. exhaustive lists of possible components for fusion without describing experimental data for almost any of these polypeptides, whether the respective fusion proteins with albumin actually retain biological activity and have improved properties or not described. Among said list of therapeutic polypeptides, FVIII and VWF are also mentioned.
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Un experto en la técnica no hubiera considerado seriamente una fusión C-terminal, ya que el dominio C2 de FVIII en la parte más C-terminal de FVIII entre el aminoácido 2303 y 2332 de FVIII comprende un sitio de unión a la membrana de las plaquetas, que es esencial para la función de FVIII. Este es el motivo por el cual existen muchas mutaciones de aminoácidos conocidas en esta región que provocan hemofilia A. Por lo tanto, resultó sorprendente que un polipéptido heterólogo relativamente grande como la albúmina se pudiera fusionar en la parte C-terminal de FVIII sin que se suprimiera la función de FVIII mediante la supresión de su unión a las plaquetas. Además, el dominio c2 también contiene un sitio de unión para VWF. Este sitio, junto con la secuencia de aminoácidos 16491689, es el responsable de la unión de alta afinidad de FVIII a VWF. Por consiguiente, un experto en la técnica tampoco hubiera esperado que un FVIII con una fusión de albúmina C-terminal conservara su unión a VWF.One skilled in the art would not seriously considered a C-terminal fusion as the C2 domain of FVIII at the C-terminus of FVIII part between amino acid 2303 and 2332 of FVIII comprises a binding site for platelet membrane , which is essential for the function of FVIII. This is why there are many amino acid mutations known in this region which cause haemophilia A. Therefore, it was surprising that a heterologous polypeptide relatively large as albumin could be fused at the C-terminus of FVIII without suppress the function of FVIII by suppressing its binding to platelets. In addition, the c2 domain also contains a binding site for VWF. This site together with the amino acid sequence 16491689, is responsible for the high affinity binding of FVIII to VWF. Accordingly, one skilled in the art would also not have expected that a FVIII albumin fusion would retain its C-terminal binding VWF.
Sorprendentemente, se observó que, de forma contraria a la predicción de Ballance et al., una fusión de albúmina en el extremo N-terminal de FVIII no fue secretada al medio de cultivo. Por consiguiente y debido a los motivos detallados anteriormente, se acaba de descubrir, aún más sorprendentemente, que un FVIII fusionado en su parte C-terminal con albúmina es secretado al medio de cultivo y conserva su función biológica, incluida la unión a membranas de plaquetas activadas y a VWF.Surprisingly, it was observed that, contrary to the prediction of Ballance et al., A fusion of albumin at the N-terminal end of FVIII was not secreted into the culture medium. Therefore and because of the above-listed reasons, has now been found, even more surprisingly, a FVIII fused at its C-terminal albumin is secreted into the culture medium and retains its biological function including binding to platelet membrane already activated VWF.
También se descubrió, sorprendentemente, que el FVIII modificado de la invención muestra un incremento de la recuperación in vivo de aproximadamente un 20% en comparación con FVIII de origen natural.It was also found, surprisingly, that the modified FVIII of the invention exhibits an increased in vivo recovery of about 20% compared to naturally occurring FVIII.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
Un objetivo de esta invención consiste en proporcionar un FVIII modificado o complejos de FVIII modificado con VWF no modificado que presenten una semivida in vivo mejorada.An object of this invention to provide a modified FVIII or modified FVIII complex with VWF unmodified present an improved in vivo half-life.
La expresión “FVIII modificado”, en el sentido de la invención, se refiere a polipéptidos de FVIII que están fusionados con polipéptidos que mejoran la semivida, los cuales engloban también alelos naturales, variantes, deleciones e inserciones de FVIII.The term "modified FVIII" in the sense of the invention relates to polypeptides which are fused FVIII polypeptides which enhance half-life, which also encompass natural alleles, variants, deletions and insertions of FVIII.
Otro objetivo de esta invención consiste en proporcionar un FVIII modificado, así como también complejos de FVIII modificado con VWF no modificado que presenten una recuperación in vivo mejorada.Another object of this invention to provide a modified FVIII, as well as complexes of modified FVIII with modified VWF which have not improved in vivo recovery.
Otro objetivo de la invención consiste en que este FVIII modificado o complejos de FVIII modificado con VWF no modificado, puedan ser expresados por células de mamífero y conserven sus actividades biológicas respectivas.Another object of the invention is that this modified FVIII or modified FVIII complex with VWF unmodified, can be expressed by mammalian cells and retain their respective biological activities.
En resumen, sorprendentemente el FVIII modificado o complejos de FVIII modificado con VWF no modificado de la invención, han conservado la actividad biológica y han incrementado la semivida in vivo y la recuperación in vivo.In summary, surprisingly the modified FVIII or FVIII complexes modified with unmodified VWF of the invention, have conserved biological activity and have increased half-life in vivo and recovery in vivo.
Un posible beneficio adicional de aquellas realizaciones de la presente invención en las que se modifica el FVIII y en las que el dominio A2 se mantiene unido únicamente de forma no covalente al dominio A3 tras la activación consiste en que se incrementa únicamente la semivida de la forma no activada de FVIII, mientras que la semivida de la forma activada de FVIII sigue siendo prácticamente la misma, lo que puede dar como resultado una reducción del riesgo de padecer trombogenicidad, en comparación con las variantes de FVIII que conducen a la estabilización de la forma activada de FVIII.A possible additional benefit of those embodiments of the present invention in which modified FVIII and in which the A2 domain remains attached only noncovalently the A3 domain after activation is that only increases the half-life of the form not activated FVIII, while the half-life of the activated form of FVIII remains essentially the same, which can result in a reduced risk of thrombogenicity as compared to variants of FVIII leading to stabilization of the form FVIII activated.
El FVIII modificado o complejos de FVIII modificado con VWF no modificado de la invención, se pueden generar fusionando un resto de una proteína que mejora la semivida (HLEP, por sus siglas en inglés) con la parte C-terminal de FVIII.The modified FVIII or modified FVIII complex with VWF unmodified of the invention can be generated by fusing a moiety of a protein that enhances half-life (HLEP, by its acronym) with the C-terminal FVIII.
Las HLEP, en el sentido de la presente invención, se seleccionan a partir de un grupo constituido por miembros de albúmina humana.HLEPs, within the meaning of the present invention, are selected from a group consisting of members of human albumin.
Por consiguiente, la presente invención se refiere a un FVIII modificado o a FVIII modificado con VWF no modificado, que contienen en la parte C-terminal del FVIII modificado una fusión con una HLEP, que se caracterizan por que el FVIII modificado o el complejo de FVIII modificado con VWF no modificado presenta una semivida funcional prolongada en comparación con la semivida funcional del FVIII de origen natural o del complejo de VWF de origen natural y FVIII de origen natural.Accordingly, the present invention relates to a modified or FVIII FVIII modified VWF unmodified containing the C-terminal part of the modified FVIII a fusion with a HLEP, characterized by the FVIII modified or complex FVIII Modified with unmodified VWF has a prolonged functional half-life compared to the functional half-life of FVIII of natural origin or of the VWF complex of natural origin and FVIII of natural origin.
La presente invención también se refiere a fusiones C-terminales con más de una HLEP, donde la HLEP, la cual está fusionada varias veces.The present invention also relates to C-terminal fusions to more than one HLEP wherein the HLEP, which is fused several times.
La presente invención también se refiere a un FVIII modificado que contiene en la parte C-terminal una fusión con una HLEP, que se caracteriza por que el FVIII modificado o el complejo de FVIII modificado con VWF no modificado presenta una recuperación in vivo mejorada en comparación con la recuperación in vivo del FVIII de origen natural o el complejo de VWF de origen natural y FVIII de origen natural.The present invention also relates to a modified FVIII containing the C-terminal part a fusion with a HLEP, it characterized in that the modified FVIII or the complex of modified FVIII with VWF unmodified presents an in vivo recovery improved compared with the in vivo recovery of FVIII of natural origin or the VWF complex of natural origin and FVIII of natural origin.
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Otra realización de la invención son polipéptidos de FVIII modificado que contienen en la parte C-terminal una fusión con una HLEP, que se caracterizan por que el FVIII modificado se secreta en un medio de fermentación con un rendimiento mayor que un FVIII de origen natural.Another embodiment of the invention are polypeptides modified FVIII containing the C-terminal part a fusion with a HLEP, characterized in that the modified FVIII is secreted into a fermentation medium with greater than a FVIII naturally occurring performance.
Otro aspecto de la invención consiste en polinucleótidos o combinaciones de polinucleótidos que codifican el VWF modificado.Another aspect of the invention consists of polynucleotides or combinations of polynucleotides encoding the modified VWF.
La invención se refiere además a plásmidos o vectores que comprenden un polinucleótido descrito en la presente y a células huésped que comprenden un polinucleótido o un plásmido o vector según se describe en la presente.The invention further relates to plasmids or vectors comprising a polynucleotide described herein and to host cells comprising a polynucleotide or a plasmid or vector as described herein.
Otro aspecto de la invención consiste en un método para producir un FVIII modificado o un complejo de FVIII modificado con VWF no modificado que comprende:Another aspect of the invention consists of a method for producing a modified FVIII or a modified FVIII complex with unmodified VWF comprising:
(a) cultivar células huésped de la invención en condiciones tales que se exprese el factor de coagulación modificado; y(A) culturing host cells of the invention under conditions such that the modified coagulation factor is expressed; Y
(b) opcionalmente recuperar el factor de coagulación modificado a partir de las células huésped o a partir del medio de cultivo.(b) optionally recovering the modified coagulation factor from the host cells or from the culture medium.
La invención se refiere además a composiciones farmacéuticas que comprenden un FVIII modificado o un complejo de FVIII modificado con VWF no modificado, un polinucleótido o un plásmido o vector descrito en la presente.The invention further relates to pharmaceutical compositions comprising a modified FVIII or a modified FVIII complex with unmodified VWF, a polynucleotide or a plasmid or vector described herein.
Otro aspecto más de la invención consiste en el uso de un FVIII modificado o un complejo de FVIII modificado con VWF no modificado, uno o más polinucleótidos, o uno o más plásmidos o vectores, o de células huésped de acuerdo con esta invención, para la elaboración de un medicamento para el tratamiento o la prevención de un trastorno de coagulación de la sangre.Another aspect of the invention is the use of a modified FVIII or a complex of modified FVIII VWF unmodified, one or more polynucleotides, or one or more plasmids or vectors, or of host cells according to this invention for the development of a medication for the treatment or prevention of a blood clotting disorder.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
La invención se refiere a un complejo que comprende FVIII y VWF o uno de sus componentes polipeptídicos individuales, donde el FVIII de dicho complejo está fusionado en la parte C-terminal de su producto de traducción primario con la parte N-terminal de un polipéptido que mejora la semivida (HLEP).The invention relates to a complex comprising FVIII and VWF or one of its individual polypeptidic components, where the FVIII of said complex is fused at the C-terminal part of its primary translation product to the N-terminus of a polypeptide improves half-life (HLEP).
La invención también se refiere a un FVIII modificado o un complejo que comprende FVIII modificado y no modificado, donde el FVIII modificado está fusionado en una parte C-terminal del polipéptido de traducción primario de FVIII con la parte N-terminal de una HLEP.The invention also relates to a modified FVIII or a complex comprising modified FVIII and non-modified, wherein the modified FVIII is fused at a C-terminal part of the primary translation polypeptide of FVIII to the N-terminal part a HLEP.
En realizaciones preferidas, la invención se refiere a un FVIII modificado o un complejo que comprende FVIII modificado y no modificado, dondeIn preferred embodiments, the invention relates to a modified FVIII or a complex comprising modified and unmodified FVIII, wherein
(a) el FVIII modificado presenta una semivida funcional prolongada en comparación con la semivida funcional de FVIII de origen natural o(a) the modified FVIII exhibits a prolonged functional half-life compared to the functional half-life of naturally occurring FVIII or
(b) el complejo que comprende FVIII modificado y FVIII no modificado presenta una semivida funcional prolongada en comparación con la semivida funcional del complejo correspondiente que comprende FVIII de origen natural y VWF de origen natural.(b) the complex comprising modified FVIII and unmodified FVIII has a prolonged functional half-life compared to the functional half-life of the corresponding complex comprising naturally occurring FVIII and naturally occurring VWF.
Una realización preferida de la invención consiste en un polipéptido modificado o un complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados según se han descrito anteriormente, donde el polipéptido modificado presenta un incremento de la semivida funcional de al menos un 25% en comparación con la semivida funcional del polipéptido correspondiente de origen natural o el complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados presenta un incremento de la semivida funcional de al menos un 25% en comparación con el complejo correspondiente de FVIII de origen natural y VWF de origen natural.A preferred embodiment of the invention is a modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides as described above, wherein the modified polypeptide has an increased functional half life of at least 25% compared to the complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides has an increased functional half life of at least 25% compared to the corresponding complex of FVIII functional half-life of the corresponding naturally occurring polypeptide or Natural origin and VWF of natural origin.
Otra realización de la invención consiste en un FVIII modificado o un complejo que comprende FVIII modificado y VWF no modificado, dondeAnother embodiment of the invention consists of a modified FVIII or a complex comprising modified FVIII and unmodified VWF, wherein
(a) el FVIII modificado presenta una semivida del antígeno prolongada en comparación con la semivida del antígeno de FVIII de origen natural o(A) the modified FVIII has a prolonged antigen half-life compared to the half life of FVIII antigen naturally occurring or
(b) el complejo que comprende FVIII modificado y VWF no modificado presenta una semivida del antígeno prolongada en comparación con la semivida del antígeno del complejo correspondiente que comprende FVIII de origen natural y VWF de origen natural.(b) the complex comprising modified FVIII and unmodified VWF has a prolonged half-life of the antigen compared to the half-life of the corresponding complex antigen comprising FVIII of natural origin and VWF of natural origin.
Una realización preferida de la invención consiste en un polipéptido modificado o un complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados según se han descritoA preferred embodiment of the invention is a modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides as described
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anteriormente, donde el polipéptido modificado presenta un incremento de la semivida del antígeno de al menos un 25% en comparación con la semivida del antígeno del polipéptido correspondiente de origen natural o el complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados presenta un incremento de la semivida del antígeno de al menos un 25% en comparación con el complejo correspondiente de FVIII de origen natural y VWF de origen natural.above, wherein the modified polypeptide has an increased half-life of the antigen of at least 25% compared to the half life of the antigen of the corresponding naturally occurring polypeptide or the complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides has increased half-life of the antigen of at least 25% compared to the corresponding complex of FVIII and VWF naturally occurring naturally occurring.
Otra realización más de la invención consiste en un FVIII modificado o un complejo que comprende FVIII modificado y VWF no modificado, dondeA further embodiment of the invention consists of a modified FVIII or a complex comprising modified FVIII and unmodified VWF, where
(a) el FVIII modificado presenta un incremento de la recuperación in vivo en comparación con la recuperación in vivo de FVIII de origen natural o(a) the modified FVIII exhibits an increase in in vivo recovery compared to in vivo recovery of naturally occurring FVIII or
(b) el complejo que comprende FVIII modificado y VWF no modificado presenta un incremento de la recuperación in vivo en comparación con la recuperación in vivo del complejo correspondiente que comprende FVIII de origen natural y VWF de origen natural.(b) the complex comprising modified FVIII and unmodified VWF exhibits an increase in in vivo recovery compared to the in vivo recovery of the corresponding complex comprising naturally occurring FVIII and VWF of natural origin.
Otra realización preferida de la invención consiste en un polipéptido modificado o un complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados según se han descrito anteriormente, donde el polipéptido modificado presenta un incremento de la recuperación in vivo de al menos un 10% en comparación con la recuperación in vivo del polipéptido correspondiente de origen natural o el complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados presenta un incremento de la recuperación in vivo de al menos un 10% en comparación con el complejo correspondiente de FVIII de origen natural y vWf de origen natural.Another preferred embodiment of the invention consists of a modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides as described above, wherein the modified polypeptide exhibits an increase in in vivo recovery of at least 10 % in comparison to the in vivo recovery of the corresponding naturally occurring polypeptide or the complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides exhibits an increase in in vivo recovery of at least 10% compared to the corresponding complex of FVIII of natural origin and vWf of natural origin.
Otra realización preferida de la invención consiste enAnother preferred embodiment of the invention consists of
(a) un polipéptido modificado o un complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados según se ha descrito anteriormente, donde al menos un componente polipeptídico de dicho complejo está fusionado en el aminoácido C-terminal de su producto de traducción primario con la parte N-terminal de una HLEP, o(a) a modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides as described above, where at least one polypeptide component of said complex is fused into the C-terminal amino acid of its translation product primary with the N-terminal part of an HLEP, or
(b) un polipéptido modificado o un complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados según se ha descrito anteriormente, donde al menos un componente polipeptídico de dicho complejo está fusionado en la parte C-terminal de su producto de traducción primario con el aminoácido N-terminal de una HLEP, o(b) a modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides as described above, where at least one polypeptide component of said complex is fused in the C-terminal part of its translation product primary with the N-terminal amino acid of an HLEP, or
(c) un polipéptido modificado o un complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados según se ha descrito anteriormente, donde al menos un componente polipeptídico de dicho complejo está fusionado en el aminoácido C-terminal de su producto de traducción primario con el aminoácido N-terminal de una HLEP.(c) a modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides as described above, where at least one polypeptide component of said complex is fused into the C-terminal amino acid of its translation product primary with the N-terminal amino acid of an HLEP.
Otra realización preferida de la invención consiste en un polipéptido modificado o un complejo que comprende dicho polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados según se ha descrito anteriormente, donde el polipéptido modificado presenta al menos un 10% de la actividad biológica del polipéptido de origen natural o el complejo que comprende el polipéptido modificado o un complejo que comprende dichos polipéptidos modificados presenta al menos un 10% de la actividad biológica del complejo correspondiente de FVIII de origen natural y VWF de origen natural.Another preferred embodiment of the invention consists of a modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides as described above, wherein the modified polypeptide has at least 10% of the biological activity of the polypeptide of Natural origin or the complex comprising the modified polypeptide or a complex comprising said modified polypeptides has at least 10% of the biological activity of the corresponding complex of naturally occurring FVIII and naturally occurring VWF.
En la presente invención también se engloba un método para preparar un modificado con una mayor semivida funcional, que comprende fusionar la parte N-terminal de un polipéptido que mejora la semivida con una parte C- terminal del polipéptido de traducción primario del FVIII, así como también un método para preparar un complejo que comprende FVIII modificado y VWF no modificado mezclando un FVIII modificado preparado mediante el método descrito anteriormente con VWF de origen natural preparado mediante el método descrito anteriormente.The present invention also encompasses a method for preparing a modified with a greater functional half-life, which comprises fusing the N-terminal part of a polypeptide that improves the half-life with a C-terminal part of the primary translation polypeptide of FVIII, as well as also a method for preparing a complex comprising modified FVIII and unmodified VWF by mixing a modified FVIII prepared by the method described above with naturally occurring VWF prepared by the method described above.
En la invención también se engloba el uso de un FVIII modificado como el preparado mediante el método descrito anteriormente y VWF de origen natural para la elaboración de un preparado farmacéutico combinado para su uso simultáneo, secuencial o por separado en la terapia de trastornos hemorrágicos, preferentemente en la terapia de la hemofilia A y/o la enfermedad de von Willebrand.The invention also encompasses the use of a modified FVIII such as the one prepared by the method described above and VWF of natural origin for the preparation of a combined pharmaceutical preparation for simultaneous, sequential or separate use in the therapy of bleeding disorders, preferably in the therapy of hemophilia A and / or von Willebrand disease.
La “semivida funcional”, de acuerdo con la presente invención, se refiere a la semivida de la actividad biológica del FVIII modificado o de un complejo del FVIII modificado con VWF no modificado una vez se ha administrado a un mamífero y se puede medir in vitro en muestras de sangre tomadas en diferentes intervalos de tiempo a partir de dicho mamífero después de haber administrado el FVIII modificado o el complejo de FVIII modificado con VWF no modificado.The "functional half-life" according to the present invention refers to the half-life of the biological activity of the modified FVIII or of a modified FVIII complex with unmodified VWF once it has been administered to a mammal and can be measured in vitro. in blood samples taken at different time intervals from said mammal after administering the modified FVIII or the modified FVIII complex with unmodified VWF.
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Los términos “fusionar” o “fusionado” se refieren a la adición de aminoácidos a la parte C-terminal de FVIII. Cuando en la presente se hace referencia a una “fusión con el aminoácido C-terminal de FVIII”, esto significa una fusión exactamente con el aminoácido C-terminal de FVIII en el aminoácido 2332 de la secuencia de ADNc del FVIII maduro de origen natural. El FVIII maduro se refiere al polipéptido respectivo después de la escisión del propéptido. Sin embargo, la invención también engloba una “fusión con la parte C-terminal de FVIII”, que en el sentido de esta invención también puede incluir respectivamente una fusión con una molécula de FVIII en la cual se han suprimido una o más posiciones aminoacídicas hasta un máximo de n aminoácidos a partir del aminoácido C-terminal de FVIII. La cifra n es un número entero que no debería ser superior a un 5%, preferentemente no debería ser superior a un 1% del número total de aminoácidos del FVIII. Normalmente, n es 20, preferentemente 15, más preferentemente 10, aún más preferentemente 5 o inferior (p. ej., 1, 2, 3, 4 o 5).The terms "fuse" or "fused" refer to the addition of amino acids to the C-terminal part of FVIII. When reference is made herein to a "fusion with the C-terminal amino acid of FVIII", this means a fusion with exactly the C-terminal amino acid of FVIII in amino acid 2332 of the naturally occurring mature FVIII cDNA sequence. Mature FVIII refers to the respective polypeptide after excision of the propeptide. However, the invention also encompasses a "fusion with the C-terminal part of FVIII", which within the meaning of this invention may also include respectively a fusion with an FVIII molecule in which one or more amino acid positions have been suppressed until a maximum of n amino acids from the C-terminal amino acid of FVIII. The number n is an integer that should not exceed 5%, preferably should not exceed 1% of the total number of amino acids in FVIII. Normally, n is 20, preferably 15, more preferably 10, even more preferably 5 or less (e.g., 1, 2, 3, 4 or 5).
En una realización, el FVIII modificado presenta la siguiente estructura:In one embodiment, the modified FVIII has the following structure:
N -FVIII -C -L1-H, [fórmula 1]N -FVIII -C -L1-H, [formula 1]
dondewhere
N es una parte N-terminal de FVIII,N is an N-terminal part of FVIII,
L1 es un enlace químico o una secuencia conectora H es una HLEP yL1 is a chemical bond or a connecting sequence H is an HLEP and
C es una parte C-terminal de FVIII.C is a C-terminal part of FVIII.
L1 puede ser un enlace químico o una secuencia conectora constituida por uno o más aminoácidos, p. ej., de 1 a 20, de 1 a 15, de 1 a 10, de 1 a 5 o de 1 a 3 (p. ej., 1, 2 o 3) aminoácidos, los cuales pueden ser iguales o diferentes entre sí. Normalmente, las secuencias conectoras no están presentes en la posición correspondiente del factor de coagulación de origen natural. Algunos ejemplos de aminoácidos adecuados presentes en L1 incluyen Gly y Ser.L1 may be a chemical bond or a linker sequence consisting of one or more amino acids, e.g. eg, from 1 to 20, from 1 to 15, from 1 to 10, from 1 to 5 or from 1 to 3 (eg, 1, 2 or 3) amino acids, which may be the same or different from each other . Normally, the connecting sequences are not present at the corresponding position of the naturally occurring coagulation factor. Some examples of suitable amino acids present in L1 include Gly and Ser.
Más adelante se describen las secuencias de HLEP preferidas. Del mismo modo, en la invención se engloban fusiones con el “aminoácido N-terminal” exacto de la HLEP respectiva, o fusiones con la “parte N-terminal” de la HLEP respectiva, que incluye deleciones N-terminales de uno o más aminoácidos de la HLEP.The preferred HLEP sequences are described below. Similarly, in the invention, fusions are included with the exact "N-terminal amino acid" of the respective HLEP, or fusions with the "N-terminal part" of the respective HLEP, which includes N-terminal deletions of one or more amino acids of the HLEP.
El FVIII modificado o el complejo del FVIII modificado con el VWF no modificado de la invención puede comprender más de una secuencia de HLEP, p. ej., dos o tres secuencias de HLEP. Estas múltiples secuencias de HLEP pueden estar fusionadas con la parte C-terminal de FVIII en tándem, p. ej., como repeticiones sucesivas.The modified FVIII or the FVIII complex modified with the unmodified VWF of the invention may comprise more than one HLEP sequence, e.g. eg, two or three sequences of HLEP. These multiple HLEP sequences may be fused with the C-terminal part of FVIII in tandem, e.g. eg, as successive repetitions.
FVIII puede ser procesado proteolíticamente en varios estadios. Por ejemplo, según se ha mencionado anteriormente, durante su secreción en el plasma, el FVIII monocatenario es escindido intracelularmente en la frontera B-A3 y en diferentes sitios del dominio B. La cadena pesada está unida mediante un ion metálico a la cadena ligera que presenta la estructura de dominios A3-C1-C2. El FVIII se activa mediante la escisión proteolítica en los aminoácidos Arg372 y Arg740 de la cadena pesada y en Arg1689 de la cadena ligera, lo cual genera el heterotrímero de FVIII activado constituido por el dominio A1, el dominio A2 y la cadena ligera (A3-C1-C2), un fragmento de 73 kDa. Por lo tanto, la forma activa de FVIII (FVIIIa) está constituida por una subunidad A1 asociada a través de la unión a un ion metálico divalente a una cadena ligera A3-C1-C2 escindida por la trombina y una subunidad A2 libre asociada de forma relativamente débil con el dominio A1 y el dominio A3.FVIII can be proteolytically processed in several stages. For example, as mentioned above, during its secretion in plasma, the single-chain FVIII is cleaved intracellularly at the B-A3 border and at different sites in domain B. The heavy chain is linked by a metal ion to the light chain that presents the structure of domains A3-C1-C2. FVIII is activated by proteolytic cleavage in amino acids Arg372 and Arg740 of the heavy chain and in Arg1689 of the light chain, which generates the activated FVIII heterotrimer consisting of domain A1, domain A2 and light chain (A3- C1-C2), a 73 kDa fragment. Therefore, the active form of FVIII (FVIIIa) is constituted by an associated A1 subunit through binding to a divalent metal ion to an A3-C1-C2 light chain cleaved by thrombin and a free associated A2 subunit in a manner relatively weak with domain A1 and domain A3.
Por consiguiente, la presente invención engloba además FVIII modificado que no está presente como un polipéptido monocatenario, sino que está constituido por varios polipéptidos (p. ej., uno o dos o tres) que están asociados entre sí mediante uniones no covalentes.Accordingly, the present invention further encompasses modified FVIII that is not present as a single stranded polypeptide, but is made up of several polypeptides (e.g., one or two or three) that are associated with each other by non-covalent bonds.
Preferentemente, N - FVIII - C comprende la secuencia de longitud completa de FVIII. También se engloban deleciones N-terminales, C-terminales o internas de FVIII, siempre que la actividad biológica de FVIII se conserve. La actividad biológica se conserva, en el sentido de la invención, si el FVIII con deleciones conserva al menos un 10%, preferentemente al menos un 25%, más preferentemente al menos un 50%, de la forma preferida al menos un 75% de la actividad biológica de FVIII de origen natural. La actividad biológica de FVIII puede ser determinada por un experto como se describe a continuación.Preferably, N-FVIII-C comprises the full length sequence of FVIII. N-terminal, C-terminal or internal deletions of FVIII are also included, provided that the biological activity of FVIII is preserved. The biological activity is conserved, within the meaning of the invention, if the FVIII with deletions retains at least 10%, preferably at least 25%, more preferably at least 50%, preferably at least 75% of the biological activity of FVIII of natural origin. The biological activity of FVIII can be determined by an expert as described below.
Una prueba adecuada para determinar la actividad biológica de FVIII consiste, por ejemplo, en el ensayo de coagulación de una etapa o de dos etapas (Rizza et al. 1982. Coagulation assay of FVIII:C and FIXa in Bloom ed. The Hemophilias. NY Churchchill Livingston 1992) o el ensayo FVIII:C de sustrato cromogénico (S. Rosen, 1984. Scand J Haematol 33: 139-145, supl.). El contenido de estas referencias se incorpora a la presente por referencia.A suitable test to determine the biological activity of FVIII consists, for example, in the one-stage or two-stage coagulation test (Rizza et al. 1982. Coagulation assay of FVIII: C and FIXa in Bloom ed. The Hemophilias. NY Churchchill Livingston 1992) or the FVIII: C chromogenic substrate assay (S. Rosen, 1984. Scand J Haematol 33: 139-145, supl.). The content of these references is incorporated herein by reference.
La secuencia de ADNc y la secuencia de aminoácidos de la forma de origen natural madura del FVIII humano de coagulación de la sangre se muestran en la SEQ ID NO:14 y la SEQ ID NO:15, respectivamente. La referencia a una posición aminoacídica de una secuencia específica se refiere a la posición de dicho aminoácido en la proteína FVIIIThe cDNA sequence and amino acid sequence of the naturally occurring mature form of the human blood coagulation FVIII are shown in SEQ ID NO: 14 and SEQ ID NO: 15, respectively. The reference to an amino acid position of a specific sequence refers to the position of said amino acid in the FVIII protein
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de origen natural y no excluye la presencia de mutaciones, p. ej., deleciones, inserciones y/o sustituciones en otras posiciones de la secuencia a la que se hace referencia. Por ejemplo, una mutación en "Glu2004" referente a la SEQ ID NO:15 no excluye el hecho de que, en el homólogo modificado, falten uno o más aminoácidos en las posiciones 1-2332 de la SEQ ID NO:15.of natural origin and does not exclude the presence of mutations, e.g. eg, deletions, insertions and / or substitutions in other positions of the sequence to which reference is made. For example, a mutation in "Glu2004" referring to SEQ ID NO: 15 does not exclude the fact that, in the modified counterpart, one or more amino acids are missing at positions 1-2332 of SEQ ID NO: 15.
Las expresiones “Factor VIII de coagulación de la sangre”, “Factor VIII” y “FVIM” se utilizan indistintamente en la presente. La expresión “Factor VIII de coagulación de la sangre” incluye el FVIII de coagulación de la sangre de origen natural, así como también derivados del FVIII de coagulación de la sangre de origen natural que posean la actividad procoagulante del FVIII de coagulación de la sangre de origen natural. Los derivados pueden contener deleciones, inserciones y/o adiciones en comparación con la secuencia de aminoácidos de FVIII de origen natural. El término FVIII incluye formas procesadas proteolíticamente de FVIII, p. ej., la forma antes de la activación, que comprenden la cadena pesada y la cadena ligera.The terms "Blood coagulation factor VIII", "Factor VIII" and "FVIM" are used interchangeably herein. The expression "Blood coagulation factor VIII" includes the FVIII of blood clotting of natural origin, as well as derivatives of the FVIII of blood coagulation of natural origin that possess the procoagulant activity of the FVIII of blood coagulation of natural origin The derivatives may contain deletions, insertions and / or additions compared to the naturally occurring amino acid sequence of FVIII. The term FVIII includes proteolytically processed forms of FVIII, e.g. eg, the form before activation, comprising the heavy chain and the light chain.
El término “FVIII” incluye cualesquiera mutantes o variantes de FVIII que contengan al menos un 25%, más preferentemente al menos un 50% y de la forma preferida al menos un 75% de la actividad biológica del factor VIII de origen natural.The term "FVIII" includes any mutants or variants of FVIII containing at least 25%, more preferably at least 50%, and preferably at least 75% of the biological activity of naturally occurring factor VIII.
A modo de ejemplos no limitantes, las moléculas de FVIII incluyen mutantes de FVIII que previenen o reducen la escisión de APC (Amano 1998. Thromb. Haemost. 79:557-563), mutantes de FVIII que estabilizan adicionalmente el dominio A2 (WO 97/40145), mutantes de FVIII que dan como resultado un incremento de la expresión (Swaroop et al. 1997. JBC 272:24121-24124), mutantes de FVIII que reducen su inmunogenicidad (Lollar 1999. Thromb. Haemost. 82:505-508), FVIII reconstituido a partir de cadenas ligeras y pesadas expresadas de forma diferente (Oh et al. 1999. Exp. Mol. Med. 31:95-100), mutantes de FVIII que reducen la unión a receptores que conducen al catabolismo de FVIII como HSPG (siglas en inglés referentes a proteoglicanos de tipo sulfato de heparán) y/o LRP (siglas en inglés referentes a una proteína relacionada con un receptor lipoproteico de baja densidad) (Ananyeva et al. 2001. TCM, 11:251-257), variantes de FVIII estabilizadas con un puente disulfuro (Gale et al., 2006. J. Thromb. Hemost. 4:1315-1322), mutantes de FVIII con propiedades de secreción mejoradas (Miao et al., 2004. Blood 103:3412-3419), mutantes de FVIII con una mayor actividad específica del cofactor (Wakabayashi et al., 2005. Biochemistry 44:10298-304), mutantes de FVIII con una biosíntesis y secreción mejoradas, una menor interacción con la chaperona del RE, un transporte mejorado de RE-Golgi, una mayor activación o resistencia a la desactivación y una semivida mejorada (resumido por Pipe 2004. Sem. Thromb. Hemost. 30:227-237). Todos estos mutantes y variantes de FVIII se incorporan a la presente por referencia en su totalidad.By way of non-limiting examples, FVIII molecules include FVIII mutants that prevent or reduce APC cleavage (Amano 1998. Thromb. Haemost. 79: 557-563), FVIII mutants that further stabilize the A2 domain (WO 97 / 40145), FVIII mutants that result in increased expression (Swaroop et al. 1997. JBC 272: 24121-24124), FVIII mutants that reduce their immunogenicity (Lollar 1999. Thromb. Haemost. 82: 505- 508), reconstituted FVIII from light and heavy chains expressed differently (Oh et al. 1999. Exp. Mol. Med. 31: 95-100), FVIII mutants that reduce receptor binding that lead to catabolism of FVIII as HSPG (acronym for heparan sulfate proteoglycans) and / or LRP (acronym for a protein related to a low density lipoprotein receptor) (Ananyeva et al. 2001. TCM, 11: 251- 257), FVIII variants stabilized with a disulfide bridge (Gale et al., 2006. J. Thromb. Hemost 4: 1315-1322), FVIII mutants with improved secretion properties (Miao et al., 2004. Blood 103: 3412-3419), FVIII mutants with increased cofactor specific activity (Wakabayashi et al., 2005. Biochemistry 44: 10298-304), FVIII mutants with improved biosynthesis and secretion, reduced interaction with RE chaperone, improved RE-Golgi transport, increased activation or resistance to deactivation and improved half-life (summarized by Pipe 2004. Sem. Thromb. Hemost. 30: 227-237). All these mutants and variants of FVIII are incorporated herein by reference in their entirety.
VWF puede ser procesado proteolíticamente en varios estadios. Por ejemplo, según se ha mencionado anteriormente, la proteasa ADAMTS13 escinde VWF en el dominio A2 de VWF. Por consiguiente, la presente invención también engloba un VWF modificado que haya sido escindido proteolíticamente, p. ej., por ADAMTS13. Tal escisión daría como resultado cadenas multiméricas de VWF que comprenderían en sus extremos al menos un o al menos dos monómeros de VWF que habrían sido escindidos por ADAMTS13.VWF can be proteolytically processed in several stages. For example, as mentioned above, the ADAMTS13 protease cleaves VWF in the VWF domain A2. Accordingly, the present invention also encompasses a modified VWF that has been proteolytically cleaved, e.g. e.g., by ADAMTS13. Such cleavage would result in multimeric VWF chains that would comprise at least one or at least two VWF monomers at their ends that would have been cleaved by ADAMTS13.
Preferentemente, N - VWF - C comprende la secuencia de longitud completa de VWF. También se engloban deleciones N-terminales, C-terminales o internas de VWF, siempre que la actividad biológica de VWF se conserve. La actividad biológica se conserva, en el sentido de la invención, si el VWF con deleciones conserva al menos un 10%, preferentemente al menos un 25%, más preferentemente al menos un 50%, de la forma preferida al menos un 75% de la actividad biológica de VWF de origen natural. La actividad biológica de VWF de origen natural puede ser determinada por un experto utilizando métodos para determinar la actividad del cofactor de ristocetina (Federici AB et al. 2004. Haematologica 89:77-85), la unión de VWF a GP Iba del complejo glicoproteico de plaquetas Ib-V-IX (Sucker et al. 2006. Clin Appl Thromb Hemost. 12:305-310) o un ensayo de unión a colágeno (Kallas y Talpsep. 2001. Annals of Hematology 80:466-471).Preferably, N-VWF-C comprises the full length sequence of VWF. N-terminal, C-terminal or internal VWF deletions are also included, provided that the biological activity of VWF is preserved. The biological activity is conserved, within the meaning of the invention, if the VWF with deletions retains at least 10%, preferably at least 25%, more preferably at least 50%, preferably at least 75% of The biological activity of VWF of natural origin. The biological activity of naturally occurring VWF can be determined by an expert using methods to determine the activity of the ristocetin cofactor (Federici AB et al. 2004. Haematology 89: 77-85), the binding of VWF to GP Iba of the glycoprotein complex of platelets Ib-V-IX (Sucker et al. 2006. Clin Appl Thromb Hemost. 12: 305-310) or a collagen binding assay (Kallas and Talpsep. 2001. Annals of Hematology 80: 466-471).
Dentro de la definición anterior, “FVIII” y/o “VWF” también incluyen las variaciones alélicas naturales que puedan existir y que se puedan producir de un individuo a otro. Dentro de la definición anterior, “FVIII” y/o “VWF” incluyen además variantes de FVIII y/o VWF. Tales variantes difieren en uno o más residuos aminoacídicos de la secuencia de origen natural. Los ejemplos de tales diferencias pueden incluir sustituciones conservativas de aminoácidos, es decir, sustituciones dentro de grupos de aminoácidos con características similares, p. ej., (1) aminoácidos pequeños, (2) aminoácidos ácidos, (3) aminoácidos polares, (4) aminoácidos básicos, (5) aminoácidos hidrófobos y (6) aminoácidos aromáticos. En la tabla siguiente se muestran algunos ejemplos de tales sustituciones conservativas.Within the above definition, "FVIII" and / or "VWF" also include natural allelic variations that may exist and may occur from one individual to another. Within the above definition, "FVIII" and / or "VWF" also include variants of FVIII and / or VWF. Such variants differ in one or more amino acid residues of the sequence of natural origin. Examples of such differences may include conservative amino acid substitutions, that is, substitutions within amino acid groups with similar characteristics, e.g. eg, (1) small amino acids, (2) acidic amino acids, (3) polar amino acids, (4) basic amino acids, (5) hydrophobic amino acids and (6) aromatic amino acids. The following table shows some examples of such conservative substitutions.
Tabla 1:Table 1:
- (1) (one)
- Alanina Glicina Alanine Glycine
- (2) (2)
- Ácido aspártico Ácido glutámico Aspartic acid Glutamic acid
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- (3) (3)
- Asparagina Glutamina Serina Treonina Asparagine Serine Glutamine Threonine
- (4) (4)
- Arginina Histidina Lisina Arginine Histidine Lysine
- (5) (5)
- Isoleucina Leucina Metionina Valina Isoleucine Leucine Methionine Valine
- (6) (6)
- Fenilalanina Tirosina Triptófano Phenylalanine Tyrosine Tryptophan
Se pueden fusionar una o más HLEP con la parte C-terminal de FVIII preferentemente, para no interferir con las capacidades de unión de FVIII, por ejemplo, a VWF, plaquetas o FIX.One or more HLEP can be fused with the C-terminal part of FVIII preferably, so as not to interfere with the binding capabilities of FVIII, for example, to VWF, platelets or FIX.
Una vez que se ha activado el FVIII endógenamente durante la coagulación in vivo, puede que ya no sea deseable mantener la semivida funcional incrementada del FVIII ahora activado, ya que esto podría conducir a complicaciones trombóticas, que ya es el caso para un factor de coagulación activado de origen natural como FVIIa (Aledort 2004. J Thromb Haemost 2:1700-1708) y que podría ser más relevante si el factor activado tuviera una semivida funcional incrementada. Por consiguiente, otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar moléculas de FVIII de vida prolongada, las cuales, tras la activación endógena in vivo o tras la disponibilidad de un cofactor, tengan una semivida funcional comparable a la de FVIII no modificado. Esto se puede conseguir, a modo de ejemplo no limitante, introduciendo un sitio de escisión, por ejemplo, para un factor de coagulación entre la parte C-terminal de FVIII y la HLEP. Con tales secuencias que conectan FVIII-HLEP, la activación de la proteína quimérica FVIII de la invención conducirá a una separación completa concomitante de FVIIIa respecto al resto de HLEP. Por consiguiente, en una realización, la semivida funcional del FVIII modificado activado endógenamente es sustancialmente la misma que la del FVIII de origen natural activado (p. ej., ±15%, preferentemente ±10%).Once FVIII has been activated endogenously during coagulation in vivo, it may no longer be desirable to maintain the increased functional half-life of FVIII now activated, as this could lead to thrombotic complications, which is already the case for a coagulation factor. activated from natural origin such as FVIIa (Aledort 2004. J Thromb Haemost 2: 1700-1708) and that could be more relevant if the activated factor had an increased functional half-life. Accordingly, another objective of the present invention is to provide long-lived FVIII molecules, which, after endogenous activation in vivo or after the availability of a cofactor, have a functional half-life comparable to that of unmodified FVIII. This can be achieved, by way of non-limiting example, by introducing a cleavage site, for example, for a coagulation factor between the C-terminal part of FVIII and the HLEP. With such sequences that connect FVIII-HLEP, the activation of the FVIII chimeric protein of the invention will lead to a complete concomitant separation of FVIIIa from the rest of HLEP. Accordingly, in one embodiment, the functional half-life of endogenously activated modified FVIII is substantially the same as that of activated natural origin FVIII (eg, ± 15%, preferably ± 10%).
En otra realización más de la invención, sin embargo, uno o más de los sitios de escisión proteolítica, preferentemente los sitios de escisión de trombina en Arg 740 y/o Arg372, se mutan o suprimen con el fin de evitar la escisión y esto da como resultado una proteína de inserción que presenta unas propiedades mejoradas como una semivida funcional mejorada incluso como molécula activada.In yet another embodiment of the invention, however, one or more of the proteolytic cleavage sites, preferably the thrombin cleavage sites in Arg 740 and / or Arg372, are mutated or suppressed in order to avoid cleavage and this gives as a result an insertion protein that has improved properties as an improved functional half-life even as an activated molecule.
En otra realización de la invención, las proteínas FVIII de la invención se pueden expresar como dos cadenas separadas (remítase más adelante).In another embodiment of the invention, the FVIII proteins of the invention can be expressed as two separate chains (see below).
El FVIII modificado de acuerdo con esta invención puede ser un polipéptido monocatenario, o puede estar constituido por dos o tres cadenas polipeptídicas que se asocian mediante uniones no covalentes, debido a un procesamiento proteolítico.The modified FVIII according to this invention may be a single stranded polypeptide, or it may consist of two or three polypeptide chains that are associated by non-covalent bonds, due to proteolytic processing.
En otra realización de la invención, los aminoácidos del sitio de escisión de PACE/Furina (Arg1648) o cercanos a este se mutan o suprimen con el fin de evitar la escisión por parte de PACE/Furina. Se cree que esto da como resultado una molécula de fusión FVIII/HLEP monocatenaria con una semivida mejorada.In another embodiment of the invention, amino acids from or near the PACE / Furina cleavage site (Arg1648) are mutated or suppressed in order to avoid cleavage by PACE / Furina. It is believed that this results in a single-chain FVIII / HLEP fusion molecule with an improved half-life.
En una realización de la invención, el FVIII modificado de la invención exhibe una mayor semivida funcional en comparación con la forma de FVIII correspondiente que no contiene HLEP integrada y/o con la forma de FVIII de origen natural. La semivida funcional se puede determinar, p. ej., in vivo en modelos animales de hemofilia A, como ratones en los que se ha suprimido el FVIII, en los que cabría esperar un efecto hemostático más prolongado en comparación con FVIII de origen natural. El efecto hemostático se podría evaluar, por ejemplo, determinando el tiempo necesario para detener la hemorragia tras el pinzamiento de la cola.In one embodiment of the invention, the modified FVIII of the invention exhibits a greater functional half-life compared to the corresponding FVIII form that does not contain integrated HLEP and / or the naturally occurring FVIII form. The functional half-life can be determined, e.g. eg, in vivo in animal models of hemophilia A, such as mice in which FVIII has been suppressed, in which a longer hemostatic effect could be expected compared to naturally occurring FVIII. The hemostatic effect could be evaluated, for example, by determining the time needed to stop the bleeding after the tail clamp.
La semivida funcional en una realización de la invención es la semivida de la actividad biológica del FVIII una vez que se ha administrado a un mamífero y se mide in vitro. La semivida funcional del FVIII modificado de acuerdo con la invención es superior a la del FVIII que carece de la modificación, según se evalúa en la misma especie. La semivida funcional aumenta preferentemente al menos un 10%, preferentemente un 25%, más preferentemente al menos un 50% y aún más preferente al menos un 100% en comparación con la forma de origen natural del FVIII.The functional half-life in one embodiment of the invention is the half-life of the biological activity of FVIII once it has been administered to a mammal and measured in vitro. The functional half-life of the modified FVIII according to the invention is higher than that of the FVIII that lacks the modification, as evaluated in the same species. The functional half-life preferably increases at least 10%, preferably 25%, more preferably at least 50% and even more preferably at least 100% compared to the natural origin form of FVIII.
La semivida funcional de un FVIII modificado que comprende una modificación de HLEP se puede determinar administrando el FVIII modificado respectivo (y en comparación el FVIII de origen natural) a ratas, conejos u otras especies animales de experimentación por vía intravenosa o subcutánea y siguiendo la eliminación de la actividad biológica de dicho factor de coagulación modificado o, respectivamente, no modificado en muestras sanguíneas tomadas en intervalos adecuados tras la aplicación. Algunos métodos de prueba adecuados son las pruebas de actividad que se describen en la presente.The functional half-life of a modified FVIII comprising a modification of HLEP can be determined by administering the respective modified FVIII (and in comparison the FVIII of natural origin) to rats, rabbits or other experimental animal species intravenously or subcutaneously and following elimination of the biological activity of said modified or, unmodified, coagulation factor in blood samples taken at appropriate intervals after application. Some suitable test methods are the activity tests described herein.
Como marcador alternativo para la semivida de la actividad biológica, también se pueden medir los niveles de antígeno del FVIII modificado o, respectivamente, de origen natural, o los niveles del VWF de origen natural. Por loAs an alternative marker for the half-life of biological activity, the levels of modified FVIII antigen or, respectively, of natural origin, or levels of naturally occurring VWF can also be measured. For the
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tanto, en la invención también se engloban moléculas de FVIII modificadas que contienen en la parte C-terminal de FVIII una fusión con una HLEP, caracterizadas por que el FVIII modificado o el complejo del FVIII modificado con VWF no modificado presenta una semivida prolongada del antígeno de FVIII en comparación con la semivida del antígeno de FVIII que carece de dicha inserción. La “semivida del antígeno de FVIII” de acuerdo con la presente invención es la semivida del antígeno del FVIII una vez que se ha administrado a un mamífero y se mide in vitro. El experto conocerá métodos de prueba de antígenos basados en anticuerpos específicos en un formato de inmunoensayo enzimático y estos se pueden adquirir de proveedores comerciales (p. ej., Dade Behring, Instrumentation Laboratory, Abbott Laboratories, Diagnostica Stago). Las semividas funcionales y del antígeno se pueden calcular utilizando los puntos de evaluación de la fase beta de eliminación de acuerdo con la formula t-i/2 = In2 / k, donde k es la pendiente de la recta de regresión.therefore, the invention also includes modified FVIII molecules that contain a fusion with an HLEP in the C-terminal part of FVIII, characterized in that the modified FVIII or the modified FVIII complex with unmodified VWF has a prolonged half-life of the antigen of FVIII compared to the half-life of the FVIII antigen that lacks such insertion. The "half-life of the FVIII antigen" according to the present invention is the half-life of the FVIII antigen once it has been administered to a mammal and measured in vitro. The expert will know antigen test methods based on specific antibodies in an enzyme immunoassay format and these can be purchased from commercial suppliers (eg, Dade Behring, Instrumentation Laboratory, Abbott Laboratories, Diagnostic Stago). The functional and antigen half-lives can be calculated using the evaluation points of the beta phase of elimination according to the formula t-i / 2 = In2 / k, where k is the slope of the regression line.
En otra realización, la semivida funcional del FVIII modificado activado endógenamente se prolonga en comparación con la del FVIII de origen natural activado. El incremento puede ser superior a un 15%, por ejemplo, de al menos un 20% o al menos un 50%. De nuevo, tales valores de semivida funcional se pueden medir y calcular según se ha descrito para las semividas funcionales anteriormente. Las semividas incrementadas de las moléculas de FVIII modificado activado endógenamente pueden resultar beneficiosas en situaciones en las que se encuentran disponibles unos niveles de FVIII tan solo muy bajos que, por consiguiente, no son trombogénicos. Tales situaciones se pueden producir, p. ej., tras un tratamiento de terapia génica, en el que a menudo se pueden obtener tan solo unas tasas de expresión bajas. Por consiguiente, tales moléculas de FVIII estabilizado podrían resultar beneficiosas, p. ej., en la terapia génica, a pesar del riesgo trombogénico asociado a tales moléculas de FVIII si se administran como proteínas en dosis fisiológicas o elevadas.In another embodiment, the functional half-life of the endogenously activated modified FVIII is prolonged compared to that of the naturally occurring activated FVIII. The increase may be greater than 15%, for example, at least 20% or at least 50%. Again, such functional half-life values can be measured and calculated as described for the functional half-lives above. Increased half-lives of endogenously activated modified FVIII molecules may be beneficial in situations where only very low levels of FVIII are available that, therefore, are not thrombogenic. Such situations may occur, e.g. eg, after a gene therapy treatment, in which often only low expression rates can be obtained. Therefore, such stabilized FVIII molecules could be beneficial, e.g. eg, in gene therapy, despite the thrombogenic risk associated with such FVIII molecules if they are administered as proteins in physiological or high doses.
En otra realización de la invención, el FVIII modificado de la invención exhibe una recuperación in vivo mejorada en comparación con el FVIII de origen natural. La recuperación in vivo se puede determinar in vivo, por ejemplo, en animales normales o en modelos animales de hemofilia A, como ratones en los que se ha suprimido el FVIII, en los que cabría esperar la detección de un incremento del porcentaje del FVIII modificado de la invención por parte de ensayos de actividad o antígeno en circulación poco después (5 a 10 min) después de la administración i.v. en comparación con el FVIII de origen natural correspondiente o el VWF de origen natural.In another embodiment of the invention, the modified FVIII of the invention exhibits an improved in vivo recovery compared to the naturally occurring FVIII. In vivo recovery can be determined in vivo, for example, in normal animals or in animal models of hemophilia A, such as mice in which FVIII has been suppressed, in which it would be expected to detect an increase in the percentage of modified FVIII of the invention by activity tests or circulating antigen shortly after (5 to 10 min) after iv administration in comparison with the corresponding FVIII of natural origin or the VWF of natural origin.
La recuperación in vivo aumenta preferentemente al menos un 10%, más preferentemente al menos un 20% y aún más preferentemente al menos un 40% en comparación con la forma de FVIII de origen natural o con VWF de origen natural.In vivo recovery preferably increases at least 10%, more preferably at least 20% and even more preferably at least 40% compared to the naturally occurring FVIII form or with naturally occurring VWF.
En otra realización más de la invención, se utilizan regiones constantes de inmunoglobulina o sus porciones como HLEP. Preferentemente, se utiliza la región Fc que comprende un dominio CH2 y CH3 y una región bisagra de una IgG, más preferentemente de una IgG1 o sus fragmentos o variantes, incluyendo las variantes mutaciones que mejoran la unión al receptor de Fc neonatal (FcRn).In yet another embodiment of the invention, constant regions of immunoglobulin or their portions are used as HLEP. Preferably, the Fc region comprising a CH2 and CH3 domain and a hinge region of an IgG is used, more preferably of an IgG1 or its fragments or variants, including variant variants that improve neonatal Fc receptor binding (FcRn).
Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar moléculas de FVIII de vida prolongada que, después del procesamiento proteolítico in vivo, presenten una semivida funcional comparable a la de un FVIII no modificado. Esto se puede conseguir manteniendo ciertos sitios de escisión en el FVIII modificado que provoquen una escisión proteolítica, por ejemplo, cuando entren en contacto con factores de coagulación activados, los cuales separan el FVIII de la HLEP. Por consiguiente, en una realización, la semivida funcional del FVIII modificado procesado proteolíticamente es sustancialmente la misma que la del VWF no modificado que carece de la modificación y/o es sustancialmente la misma que la del VWF de origen natural (p. ej., ±15%, preferentemente ±10%).Another objective of the present invention is to provide long-lived FVIII molecules that, after in vivo proteolytic processing, have a functional half-life comparable to that of an unmodified FVIII. This can be achieved by maintaining certain cleavage sites in the modified FVIII that cause proteolytic cleavage, for example, when they come into contact with activated coagulation factors, which separate the FVIII from the HLEP. Accordingly, in one embodiment, the functional half-life of the proteolytically processed modified FVIII is substantially the same as that of the unmodified VWF that lacks the modification and / or is substantially the same as that of the naturally occurring VWF (e.g., ± 15%, preferably ± 10%).
Otra realización más de la invención son polipéptidos FVIII modificados que están fusionados con una HLEP, por ejemplo, albúmina en la parte C-terminal de la molécula de FVIII, los cuales presentan una reducción de la unión a VWF o no se unen a VWF en absoluto.A further embodiment of the invention are modified FVIII polypeptides that are fused with an HLEP, for example, albumin in the C-terminal part of the FVIII molecule, which exhibit a reduction in VWF binding or do not bind to VWF in absolute.
Secuencias conectorasConnecting sequences
De acuerdo con esta invención, el resto polipeptídico terapéutico se puede acoplar con el resto de HLEP mediante un conector peptídico. El conector debe ser no inmunogénico y puede ser un conector escindible o no escindible.In accordance with this invention, the therapeutic polypeptide moiety can be coupled with the rest of HLEP via a peptide linker. The connector must be non-immunogenic and can be a cleavable or non-cleavable connector.
Los conectores no escindibles pueden comprender residuos de glicina y serina alternos según se ilustra en WO2007/090584.Non-cleavable connectors may comprise alternate glycine and serine residues as illustrated in WO2007 / 090584.
En otra realización de la invención, el conector peptídico entre el resto de FVIII y/o de VWF y el resto de albúmina está constituido por secuencias peptídicas, las cuales sirven como conectores entre dominios naturales en proteínas humanas. Preferentemente, tales secuencias peptídicas en su entorno natural están localizadas cerca de la superficie de la proteína y pueden ser accedidas por el sistema inmunitario, de modo que se puede asumir una tolerancia natural frente a esta secuencia. Se proporcionan ejemplos en WO2007/090584.In another embodiment of the invention, the peptide linker between the rest of FVIII and / or VWF and the rest of albumin is constituted by peptide sequences, which serve as connectors between natural domains in human proteins. Preferably, such peptide sequences in their natural environment are located near the surface of the protein and can be accessed by the immune system, so that a natural tolerance against this sequence can be assumed. Examples are provided in WO2007 / 090584.
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Los conectores escindibles deben ser lo suficientemente flexibles para permitir una escisión por parte de proteasas. En una realización preferida, la escisión del conector procede de forma comparablemente rápida como la activación de FVIII en la proteína de fusión, si la proteína de fusión es un FVIII modificado.The cleavable connectors must be flexible enough to allow cleavage by proteases. In a preferred embodiment, the cleavage of the linker proceeds in a comparatively rapid manner as the activation of FVIII in the fusion protein, if the fusion protein is a modified FVIII.
El conector escindible comprende preferentemente una secuencia derivada deThe cleavable connector preferably comprises a sequence derived from
a) el polipéptido terapéutico que se ha de administrar en sí, si contiene sitios de escisión proteolítica que se escinden proteolíticamente durante la activación del polipéptido terapéutico,a) the therapeutic polypeptide to be administered per se, if it contains proteolytic cleavage sites that are proteolytically cleaved during activation of the therapeutic polypeptide,
b) un polipéptido sustrato escindido por una proteasa que se activa o forma mediante la intervención del polipéptido terapéutico,b) a substrate polypeptide cleaved by a protease that is activated or formed by the intervention of the therapeutic polypeptide,
c) un polipéptido que interviene en la coagulación o la fibrinólisis.c) a polypeptide that is involved in coagulation or fibrinolysis.
La región conectora, en una realización más preferida, comprende una secuencia de FVIII y/o VWF, que debería dar como resultado una reducción del riesgo de obtener propiedades neoantigénicas de la proteína de fusión expresada. Además, en el caso de que la proteína terapéutica sea FVIII, que requiere ser activado proteolíticamente, la cinética de la escisión del conector peptídico reflejará más de cerca la cinética de activación relacionada con la coagulación del zimógeno.The connecting region, in a more preferred embodiment, comprises a sequence of FVIII and / or VWF, which should result in a reduction of the risk of obtaining neoantigenic properties of the expressed fusion protein. In addition, in the case that the therapeutic protein is FVIII, which needs to be proteolytically activated, the kinetics of cleavage of the peptide linker will more closely reflect the activation kinetics related to the coagulation of the zymogen.
En una realización preferida, el polipéptido terapéutico es un zimógeno de FVIII y la HLEP es albúmina. En este caso, la secuencia conectora o bien deriva de las secuencias de las regiones activadas de FVIII, de la región de escisión de cualquier sustrato de FIX como FX o FVIII, o de la región de escisión de cualquier polipéptido sustrato que sea escindido por una proteasa en cuya activación intervenga FIXa.In a preferred embodiment, the therapeutic polypeptide is an FVIII zymogen and the HLEP is albumin. In this case, the connecting sequence is either derived from the sequences of the activated regions of FVIII, from the cleavage region of any FIX substrate such as FX or FVIII, or from the cleavage region of any substrate polypeptide that is cleaved by a protease in whose activation FIXa intervenes.
En una realización muy preferida, el péptido conector deriva de FVIII en sí y comprende secuencias que engloban los sitios de escisión de la trombina en las posiciones aminoacídicas 372, 740 y 1689 de la SEQ ID NO. 15, respectivamente. En otra realización preferida, el péptido conector deriva de FX, FIX, FVII o FXI.In a very preferred embodiment, the linker peptide is derived from FVIII itself and comprises sequences that encompass thrombin cleavage sites at amino acid positions 372, 740 and 1689 of SEQ ID NO. 15, respectively. In another preferred embodiment, the linker peptide is derived from FX, FIX, FVII or FXI.
Los péptidos conectores son escindidos preferentemente por las proteasas del sistema de coagulación, por ejemplo, Flla, FIXa, FXa, FXla, FXlla y FVlla.The connecting peptides are preferentially cleaved by the coagulation system proteases, for example, Flla, FIXa, FXa, FXla, FXlla and FVlla.
Dichas secuencias conectoras también se pueden utilizar en el VWF modificado de la invención.Such connecting sequences can also be used in the modified VWF of the invention.
Algunas combinaciones ilustrativas del polipéptido terapéutico, conector escindible y HLEP incluyen los constructos enumerados en el documento WO2007/090584 (por ejemplo, en la Tabla 2 y la Figura 4) y el documento WO2007/144173 (por ejemplo, en la Tabla 3a y 3b), pero no se limitan a estos.Some illustrative combinations of the therapeutic polypeptide, cleavable linker and HLEP include the constructs listed in WO2007 / 090584 (for example, in Table 2 and Figure 4) and WO2007 / 144173 (for example, in Table 3a and 3b ), but are not limited to these.
Polipéptidos que mejoran la semivida (HLEP)Polypeptides that improve half-life (HLEP)
Un “polipéptido que mejora la semivida”, tal como se utiliza en la presente, se selecciona del grupo constituido por la albúmina. Puede ser una proteína que mejora la semivida de longitud completa descrita en la presente o uno o más de sus fragmentos que sean capaces de estabilizar o prolongar la actividad terapéutica o la actividad biológica del factor de coagulación. Tales fragmentos pueden tener una longitud de 10 o más aminoácidos o pueden incluir al menos aproximadamente 15, al menos aproximadamente 20, al menos aproximadamente 25, al menos aproximadamente 30, al menos aproximadamente 50, al menos aproximadamente 100 o más aminoácidos contiguos de la secuencia de HLEP o pueden incluir todos o parte de los dominios específicos de la HLEP respectiva, siempre que el fragmento de HLEP proporcione una extensión de la semivida funcional de al menos un 25% en comparación con un FVIII de origen natural o VWF de origen natural.A "half-life enhancing polypeptide", as used herein, is selected from the group consisting of albumin. It may be a protein that improves the full-length half-life described herein or one or more of its fragments that are capable of stabilizing or prolonging the therapeutic activity or the biological activity of the clotting factor. Such fragments may be 10 or more amino acids in length or may include at least about 15, at least about 20, at least about 25, at least about 30, at least about 50, at least about 100 or more contiguous amino acids of the sequence of HLEP or may include all or part of the specific domains of the respective HLEP, provided that the HLEP fragment provides an extension of the functional half-life of at least 25% compared to a naturally occurring FVIII or naturally occurring VWF.
La porción de HLEP de los constructos de inserción del factor de coagulación propuestos de la invención puede ser una variante de una HLEP normal. El término “variantes” incluye inserciones, deleciones y sustituciones, ya sean conservativas o no conservativas, donde tales cambios no alteran sustancialmente el centro activo o dominio activo que confiere las actividades biológicas del FVIII modificado o VWF modificado.The HLEP portion of the proposed coagulation factor insertion constructs of the invention may be a variant of a normal HLEP. The term "variants" includes insertions, deletions and substitutions, whether conservative or non-conservative, where such changes do not substantially alter the active center or active domain that confers the biological activities of the modified FVIII or modified VWF.
En particular, los constructos de fusión FVIII HLEP o VWF HLEP propuestos de la invención pueden incluir variantes polimórficas de origen natural de HLEP y fragmentos de HLEP. La HLEP puede derivar de cualquier vertebrado, especialmente cualquier mamífero, por ejemplo, un ser humano, mono, vaca, oveja o cerdo. Las HLEP que no son de mamífero incluyen, sin carácter limitante, las de gallina o salmón.In particular, the proposed FVIII HLEP or VWF HLEP fusion constructs of the invention may include naturally occurring polymorphic variants of HLEP and HLEP fragments. HLEP can be derived from any vertebrate, especially any mammal, for example, a human being, monkey, cow, sheep or pig. Non-mammalian HLEPs include, but are not limited to, those of chicken or salmon.
Albúmina como HLEPAlbumin as HLEP
Las expresiones “albúmina de suero humano” (ASH), “albúmina humana” (AH) y “albúmina” (ALB) se utilizan indistintamente en esta solicitud. Las expresiones “albúmina” y “albúmina de suero” son más amplias y engloban la albúmina de suero humano (y sus fragmentos y variantes), así como también albúmina de otras especies (y sus fragmentos y variantes).The terms "human serum albumin" (ASH), "human albumin" (AH) and "albumin" (ALB) are used interchangeably in this application. The terms "albumin" and "serum albumin" are broader and encompass human serum albumin (and its fragments and variants), as well as albumin of other species (and their fragments and variants).
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El término “albúmina”, tal como se utiliza en la presente, se refiere de forma colectiva a una secuencia de aminoácidos o polipeptídica de albúmina, o fragmento o variante de albúmina, con una o más actividades funcionales (p. ej., actividades biológicas) de albúmina. En particular, el término “albúmina” se refiere a albúmina humana o sus fragmentos, especialmente la forma madura de la albúmina humana según se muestra en la SEQ ID NO:16 de la presente, o albúmina de otros vertebrados o sus fragmentos, o análogos o variantes de estas moléculas o sus fragmentos.The term "albumin," as used herein, collectively refers to an amino acid or polypeptide sequence of albumin, or albumin fragment or variant, with one or more functional activities (eg, biological activities ) of albumin. In particular, the term "albumin" refers to human albumin or its fragments, especially the mature form of human albumin as shown in SEQ ID NO: 16 herein, or albumin of other vertebrates or their fragments, or the like. or variants of these molecules or their fragments.
En particular, los constructos de fusión de FVIII propuestos de la invención pueden incluir variantes polimórficas de origen natural de albúmina humana y fragmentos de albúmina humana. En términos generales, un fragmento o variante de albúmina tendrá una longitud de al menos 10, preferentemente al menos 40 y de la forma más preferida más de 70 aminoácidos. La variante de albúmina puede estar constituida preferentemente o puede comprender de forma alternativa al menos un dominio entero de albúmina o fragmentos de dichos dominios, por ejemplo, los dominios 1 (aminoácidos 1-194 de la SEQ ID NO:16), 2 (aminoácidos 195-387 de la SEQ ID No: 16), 3 (aminoácidos 388-585 de la SEQ ID NO: 16), 1 + 2 (1-387 de la SEQ ID NO: 16), 2 + 3 (195-585 de la SEQ ID NO: 16) o 1 + 3 (aminoácidos 1-194 de la SEQ ID NO: 16 + aminoácidos 388-585 de la SEQ ID NO: 16). Cada dominio está constituido a su vez por dos subdominios homólogos, a saber 1-105, 120-194, 195-291, 316-387, 388-491 y 512-585, con regiones conectoras entre dominios flexibles que comprenden los residuos de Lys106 a Glu119, de Glu292 a Val315 y de Glu492 a Ala511.In particular, the proposed FVIII fusion constructs of the invention may include naturally occurring polymorphic variants of human albumin and human albumin fragments. In general terms, a fragment or variant of albumin will be at least 10 in length, preferably at least 40 and more preferably more than 70 amino acids. The albumin variant may preferably be constituted or may alternatively comprise at least one entire albumin domain or fragments of said domains, for example, domains 1 (amino acids 1-194 of SEQ ID NO: 16), 2 (amino acids 195-387 of SEQ ID No: 16), 3 (amino acids 388-585 of SEQ ID NO: 16), 1 + 2 (1-387 of SEQ ID NO: 16), 2 + 3 (195-585 of SEQ ID NO: 16) or 1 + 3 (amino acids 1-194 of SEQ ID NO: 16 + amino acids 388-585 of SEQ ID NO: 16). Each domain is constituted in turn by two homologous subdomains, namely 1-105, 120-194, 195-291, 316-387, 388-491 and 512-585, with connecting regions between flexible domains comprising Lys106 residues to Glu119, Glu292 to Val315 and Glu492 to Ala511.
La porción de albúmina de los constructos de fusión de FVIII propuestos de la invención pueden comprender al menos un subdominio o dominio de AH o modificaciones conservativas de este.The albumin portion of the proposed FVIII fusion constructs of the invention may comprise at least one subdomain or domain of AH or conservative modifications thereof.
PolinucleótidosPolynucleotides
La invención se refiere además a un polinucleótido que codifica un factor de coagulación modificado, preferentemente una variante de FVIII modificado según se describe en esta solicitud. El término “polinucleótido(s)” se refiere en general a cualquier polirribonucleótido o polidesoxirribonucleótido que puede ser ARN o ADN no modificado o ARN o ADN modificado. El polinucleótido puede ser ADN mono- o bicatenario, o ARN mono- o bicatenario. El término “polinucleótido(s)”, tal como se utiliza en la presente, también incluye ADN o ARN que comprenden una o más bases modificadas y/o bases inusuales tales como la inosina. Se apreciará que se pueden realizar varias modificaciones al ADN y ARN con muchos propósitos útiles conocidos por los expertos en la técnica. El término “polinucleótido(s)”, tal como se utiliza en la presente, abarca tales formas química, enzimática o metabólicamente modificadas de los polinucleótidos, así como también las formas químicas del ADN y ARN características de virus y células, incluidas, por ejemplo, las células simples y complejas.The invention further relates to a polynucleotide encoding a modified coagulation factor, preferably a modified FVIII variant as described in this application. The term "polynucleotide (s)" generally refers to any polyiribonucleotide or polydeoxyribonucleotide that can be RNA or unmodified DNA or modified RNA or DNA. The polynucleotide can be single- or double-stranded DNA, or single- or double-stranded RNA. The term "polynucleotide (s)," as used herein, also includes DNA or RNA that comprise one or more modified bases and / or unusual bases such as inosine. It will be appreciated that various modifications to DNA and RNA can be made with many useful purposes known to those skilled in the art. The term "polynucleotide (s)", as used herein, encompasses such chemically, enzymatically or metabolically modified forms of polynucleotides, as well as the chemical forms of DNA and RNA characteristic of viruses and cells, including, for example. , simple and complex cells.
El experto comprenderá que, debido a la degeneración del código genético, un polipéptido dado puede ser codificado por diferentes polinucleótidos. Estas “variantes” quedan englobadas en esta invención.The expert will understand that, due to the degeneracy of the genetic code, a given polypeptide can be encoded by different polynucleotides. These "variants" are encompassed in this invention.
Preferentemente, el polinucleótido de la invención es un polinucleótido aislado. La expresión polinucleótido “aislado” se refiere a un polinucleótido que está sustancialmente exento de otras secuencias de ácido nucleico tales como, sin carácter limitante, otros ADN y ARN cromosómicos y extracromosómicos. Los polinucleótidos aislados se pueden purificar a partir de una célula huésped. Se pueden utilizar métodos de purificación de ácidos nucleicos convencionales conocidos por los expertos para obtener los polinucleótidos aislados. El término también incluye polinucleótidos recombinantes y polinucleótidos sintetizados químicamente.Preferably, the polynucleotide of the invention is an isolated polynucleotide. The term "isolated" polynucleotide refers to a polynucleotide that is substantially free of other nucleic acid sequences such as, without limitation, other chromosomal and extrachromosomal DNA and RNA. Isolated polynucleotides can be purified from a host cell. Conventional nucleic acid purification methods known to those skilled in the art can be used to obtain the isolated polynucleotides. The term also includes recombinant polynucleotides and chemically synthesized polynucleotides.
La invención se refiere además a un grupo de polinucleótidos que codifican conjuntamente el FVIII modificado y/o el VWF modificado de la invención. Un primer polinucleótido del grupo puede codificar la parte N-terminal del FVIII modificado y un segundo polinucleótido puede codificar la parte C-terminal del FVIII modificado.The invention further relates to a group of polynucleotides that jointly encode the modified FVIII and / or the modified VWF of the invention. A first polynucleotide of the group can encode the N-terminal part of the modified FVIII and a second polynucleotide can encode the C-terminal part of the modified FVIII.
Otro aspecto más de la invención consiste en un plásmido o vector que comprende un polinucleótido de acuerdo con la invención. Preferentemente, el plásmido o vector es un vector de expresión. En una realización particular, el vector es un vector de transferencia para su uso en terapia génica humana.A further aspect of the invention consists of a plasmid or vector comprising a polynucleotide according to the invention. Preferably, the plasmid or vector is an expression vector. In a particular embodiment, the vector is a transfer vector for use in human gene therapy.
La invención también se refiere a un grupo de plásmidos o vectores que comprenden el grupo anterior de polinucleótidos. Un primer plásmido o vector puede contener dicho primer polinucleótido y un segundo plásmido o vector puede contener dicho segundo polinucleótido. A modo de ejemplo y haciendo referencia al factor de coagulación FVIII, las secuencias codificantes del péptido señal, los dominios A1 y A2, el resto de la secuencia del dominio B y la HLEP se pueden clonar en el primer vector de expresión y las secuencias codificantes de A3, C1 y C2 con una secuencia adecuada de péptido señal se pueden clonar en el segundo vector de expresión. Ambos vectores de expresión se cotransfectan en una célula huésped adecuada, que conducirá a la expresión de las cadenas ligera y pesada de la molécula de FVIII de la invención y la formación de una proteína funcional.The invention also relates to a group of plasmids or vectors comprising the above group of polynucleotides. A first plasmid or vector may contain said first polynucleotide and a second plasmid or vector may contain said second polynucleotide. By way of example and with reference to the FVIII coagulation factor, the signal peptide coding sequences, domains A1 and A2, the rest of the B domain sequence and the HLEP can be cloned into the first expression vector and the coding sequences of A3, C1 and C2 with a suitable signal peptide sequence can be cloned into the second expression vector. Both expression vectors are co-transfected in a suitable host cell, which will lead to the expression of the light and heavy chains of the FVIII molecule of the invention and the formation of a functional protein.
Como alternativa, la secuencia codificante del péptido señal de FVIII, los dominios A1 y A2 se clonan en el primer vector de expresión y las secuencias codificantes de HLEP, A3, C1 y C2 de FVIII con una secuencia adecuada de péptido señal se clonan en el segundo vector de expresión. Ambos vectores de expresión se cotransfectan en unaAlternatively, the FVIII signal peptide coding sequence, the A1 and A2 domains are cloned into the first expression vector and the FLEII HLEP, A3, C1 and C2 coding sequences with a suitable signal peptide sequence are cloned into the Second expression vector. Both expression vectors are co-transfected in a
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célula huésped adecuada, que conducirá a la expresión de las cadenas ligera y pesada de la molécula de FVIII de la invención y la formación de una proteína funcional.Suitable host cell, which will lead to the expression of the light and heavy chains of the FVIII molecule of the invention and the formation of a functional protein.
Como alternativa, ambas secuencias codificantes se clonan en un vector de expresión, ya sea utilizando dos secuencias promotoras separadas o un promotor y un elemento de sitio de entrada de ribosoma interno (IRES) para dirigir la expresión de ambas cadenas de FVIII.Alternatively, both coding sequences are cloned into an expression vector, either using two separate promoter sequences or a promoter and an internal ribosome entry site element (IRES) to direct the expression of both FVIII chains.
Otro aspecto más de la invención consiste en una célula huésped que comprende un polinucleótido, un plásmido o vector de la invención o un grupo de polinucleótidos o un grupo de plásmidos o vectores según se describen en la presente.A further aspect of the invention consists of a host cell comprising a polynucleotide, a plasmid or vector of the invention or a group of polynucleotides or a group of plasmids or vectors as described herein.
Las células huésped de la invención se pueden emplear en un método para producir un factor de coagulación modificado, preferentemente una molécula de FVIII modificado, que forma parte de esta invención. El método comprende:The host cells of the invention can be used in a method to produce a modified coagulation factor, preferably a modified FVIII molecule, which is part of this invention. The method comprises:
(a) cultivar células huésped de la invención en condiciones tales que se exprese la proteína de inserción deseada; y(a) culturing host cells of the invention under conditions such that the desired insertion protein is expressed; Y
(b) opcionalmente recuperar la proteína de inserción deseada a partir de las células huésped o a partir del medio de cultivo.(b) optionally recovering the desired insertion protein from the host cells or from the culture medium.
Se prefiere purificar el FVIII modificado de la presente invención hasta obtener una pureza > 80%, más preferentemente una pureza > 95% y se prefiere particularmente un estado farmacéuticamente puro que sea superior a una pureza de un 99.9% respecto a macromoléculas contaminantes, en particular otras proteínas y ácidos nucleicos, y exento de agentes infecciosos y pirógenos. Preferentemente, un FVIII modificado aislado o purificado de la invención está sustancialmente exento de otros polipéptidos no relacionados.It is preferred to purify the modified FVIII of the present invention to obtain a purity> 80%, more preferably a purity> 95% and a pharmaceutically pure state that is greater than 99.9% purity with respect to contaminating macromolecules, in particular, is particularly preferred. other proteins and nucleic acids, and free of infectious agents and pyrogens. Preferably, an isolated or purified modified FVIII of the invention is substantially free of other unrelated polypeptides.
Los diferentes productos de la invención son útiles como medicamentos. Por consiguiente, la invención se refiere a una composición farmacéutica que comprende un FVIII modificado según se describe en la presente, un polinucleótido de la invención o un plásmido o vector de la invención.The different products of the invention are useful as medicaments. Accordingly, the invention relates to a pharmaceutical composition comprising a modified FVIII as described herein, a polynucleotide of the invention or a plasmid or vector of the invention.
La invención también se refiere a un método para tratar a un individuo que padece un trastorno de coagulación de la sangre tal como la hemofilia A o B. El método comprende administrar a dicho individuo una cantidad eficaz del FVIII o del complejo de FVIII modificado con VWF no modificado según se describe en la presente. En otra realización, el método comprende administrar al individuo una cantidad eficaz de un polinucleótido de la invención o de un plásmido o vector de la invención. Como alternativa, el método puede comprender administrar al individuo una cantidad eficaz de las células huésped de la invención descritas en la presente.The invention also relates to a method for treating an individual suffering from a blood clotting disorder such as hemophilia A or B. The method comprises administering to said individual an effective amount of FVIII or VWF-modified FVIII complex. not modified as described herein. In another embodiment, the method comprises administering to the individual an effective amount of a polynucleotide of the invention or of a plasmid or vector of the invention. Alternatively, the method may comprise administering to the individual an effective amount of the host cells of the invention described herein.
Expresión de los mutantes propuestosExpression of the proposed mutants
La producción de proteínas mutadas recombinantes en niveles elevados en células huésped adecuadas requiere el acoplamiento de los ADNc modificados mencionados anteriormente en unidades de transcripción eficaces junto con elementos reguladores adecuados en un vector de expresión recombinante que se pueda propagar en varios sistemas de expresión de acuerdo con métodos conocidos por los expertos en la técnica. Los elementos reguladores de la transcripción eficaces podrían derivar de virus que tengan células animales como sus huéspedes naturales o del ADN cromosómico de células animales. Preferentemente, se pueden utilizar combinaciones de promotor- potenciador derivadas del virus del simio 40, adenovirus, virus del polioma BK, citomegalovirus humanos o la repetición terminal larga del virus del sarcoma de Rous, o combinaciones de promotor-potenciador que incluyan genes transcritos de forma fuertemente constitutiva en células animales como la beta-actina o GRP78. Con el fin de conseguir niveles elevados estables de ARNm transcrito a partir de los ADNc, la unidad de transcripción debe contener en su parte 3'-proximal una región de ADN que codifique una secuencia de poliadenilación-terminación de la transcripción. Preferentemente, esta secuencia deriva de la región de transcripción temprana del virus del simio 40, el gen beta-globina de conejo o el gen activador de plasminógeno tisular humano.The production of recombinant mutated proteins at high levels in suitable host cells requires the coupling of the aforementioned modified cDNAs into effective transcription units together with suitable regulatory elements in a recombinant expression vector that can be propagated in various expression systems according to methods known to those skilled in the art. Effective transcriptional regulatory elements could be derived from viruses that have animal cells as their natural hosts or from the chromosomal DNA of animal cells. Preferably, promoter-enhancer combinations derived from simian 40 virus, adenovirus, BK polyoma virus, human cytomegalovirus or long terminal repeat of Rous sarcoma virus, or promoter-enhancer combinations that include form-transcribed genes can be used strongly constitutive in animal cells such as beta-actin or GRP78. In order to achieve stable high levels of mRNA transcribed from the cDNAs, the transcription unit must contain in its 3'-proximal part a region of DNA encoding a polyadenylation-termination sequence of transcription. Preferably, this sequence is derived from the early transcription region of simian virus 40, the rabbit beta-globin gene or the human tissue plasminogen activator gene.
A continuación, los ADNc se integran en el genoma de una línea adecuada de células huésped para la expresión de las proteínas FVIII y/o VWF modificadas. Preferentemente, esta línea celular debe ser una línea celular animal de origen vertebrado con el fin de garantizar un plegamiento correcto, la formación de puentes disulfuro, la glicosilación relacionada con la asparagina y otras modificaciones posteriores a la traducción, así como también la secreción en el medio de cultivo. Algunos ejemplos de otras modificaciones posteriores a la traducción son la O-sulfatación de la tirosina y el procesamiento proteolítico de la cadena polipeptídica naciente. Algunos ejemplos de líneas celulares que se pueden utilizar son células COS de primate, células L de ratón, células C127 de ratón, células BHK-21 de hámster, células 293 de riñón embriónico humano y células CHO de hámster.Next, the cDNAs are integrated into the genome of a suitable host cell line for the expression of the modified FVIII and / or VWF proteins. Preferably, this cell line should be an animal cell line of vertebrate origin in order to ensure correct folding, the formation of disulfide bridges, glycosylation related to asparagine and other post-translational modifications, as well as secretion in the culture medium. Some examples of other post-translational modifications are tyrosine O-sulphation and proteolytic processing of the nascent polypeptide chain. Some examples of cell lines that can be used are primate COS cells, mouse L cells, mouse C127 cells, hamster BHK-21 cells, human embryonic kidney 293 cells and hamster CHO cells.
El vector de expresión recombinante que codifica los ADNc correspondientes se puede introducir en una línea celular animal de varias formas diferentes. Por ejemplo, se pueden crear vectores de expresión recombinantes a partir de vectores basados en diferentes virus animales. Algunos ejemplos de ellos son vectores basados en baculovirus, virus vaccinia, adenovirus, y preferentemente virus del papiloma bovino.The recombinant expression vector encoding the corresponding cDNAs can be introduced into an animal cell line in several different ways. For example, recombinant expression vectors can be created from vectors based on different animal viruses. Some examples of these are vectors based on baculovirus, vaccinia virus, adenovirus, and preferably bovine papillomavirus.
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Las unidades de transcripción que codifican los ADN correspondientes también se pueden introducir en células animales junto con otro gen recombinante que pueda actuar como marcador seleccionable dominante en estas células con el fin de facilitar el aislamiento de clones celulares específicos que hayan integrado el ADN recombinante en su genoma. Algunos ejemplos de este tipo de genes marcadores seleccionables dominantes son la aminoglicósido-fosfotransferasa de Tn5, que confiere resistencia a la geneticina (G418), la higromicina- fosfotransferasa, que confiere resistencia a la higromicina, y la puromicina-acetiltransferasa, que confiere resistencia a la puromicina. El vector de expresión recombinante que codifica un marcador seleccionable de este tipo puede residir ya sea en el mismo vector, como codificador del ADNc de la proteína deseada, o puede ser codificado por un vector diferente que se introduzca de forma simultánea y se integre en el genoma de la célula huésped, lo cual da como resultado frecuentemente una conexión física estrecha entre las diferentes unidades de transcripción.Transcription units encoding the corresponding DNAs can also be introduced into animal cells together with another recombinant gene that can act as a dominant selectable marker in these cells in order to facilitate the isolation of specific cell clones that have integrated the recombinant DNA into their genome Some examples of this type of dominant selectable marker genes are Tn5 aminoglycoside phosphotransferase, which confers resistance to geneticin (G418), hygromycin phosphotransferase, which confers resistance to hygromycin, and puromycin acetyltransferase, which confers resistance to Puromycin The recombinant expression vector encoding such a selectable marker may reside in either the same vector, as a cDNA encoder of the desired protein, or it may be encoded by a different vector that is simultaneously introduced and integrated into the genome of the host cell, which often results in a close physical connection between the different transcription units.
Otros tipos de genes marcadores seleccionables que se pueden utilizar junto con los ADNc de la proteína deseada se basan en varias unidades de transcripción que codifican la dihidrofolato-reductasa (dhfr). Tras la introducción de este tipo de gen en células que carecen de actividad dhfr endógena, preferentemente células CHO (DUKX-B11, DG- 44), este permitirá que dichas células crezcan en medios que carecen de nucleósidos. Un ejemplo de un medio de este tipo es F12 de Ham sin hipoxantina, timidina ni glicina. Estos genes dhfr se pueden introducir conjuntamente con las unidades de transcripción de ADNc de FVIII en células CHO del tipo anterior, tanto unidos al mismo vector o en vectores diferentes, con lo que se crean líneas celulares dhfr-positivas que producen proteína recombinante.Other types of selectable marker genes that can be used in conjunction with the cDNAs of the desired protein are based on several transcription units encoding dihydrofolate reductase (dhfr). After the introduction of this type of gene into cells that lack endogenous dhfr activity, preferably CHO cells (DUKX-B11, DG-44), this will allow said cells to grow in nucleoside-free media. An example of such a medium is Ham F12 without hypoxanthine, thymidine or glycine. These dhfr genes can be introduced together with the FVIII cDNA transcription units in CHO cells of the above type, either linked to the same vector or in different vectors, thereby creating dhfr-positive cell lines that produce recombinant protein.
Si las líneas celulares anteriores se cultivan en presencia del inhibidor de dhfr citotóxico metotrexato, emergerán nuevas líneas celulares resistentes al metotrexato. Estas líneas celulares pueden producir proteína recombinante con una mayor tasa, debido al número amplificado de dhfr que se ha unido y las unidades de transcripción de la proteína deseada. Cuando se propagan estas líneas celulares en concentraciones cada vez mayores de metotrexato (1-10000 nM), se pueden obtener nuevas líneas celulares que produzcan la proteína deseada con una tasa muy elevada.If the above cell lines are cultured in the presence of the cytotoxic dhfr inhibitor methotrexate, new methotrexate resistant cell lines will emerge. These cell lines can produce recombinant protein with a higher rate, due to the amplified number of dhfr that has been bound and the transcription units of the desired protein. When these cell lines are propagated in increasing concentrations of methotrexate (1-10000 nM), new cell lines can be obtained that produce the desired protein at a very high rate.
Las líneas celulares anteriores que producen la proteína deseada se pueden cultivar a gran escala, ya sea en un cultivo en suspensión o en varios soportes sólidos. Algunos ejemplos de estos soportes son microportadores basados en matrices de dextrano o colágeno, o soportes sólidos en forma de fibras huecas o varios materiales cerámicos. Cuando se cultivan en un cultivo de células en suspensión o en microportadores, el cultivo de las líneas celulares anteriores se puede llevar a cabo ya sea como un cultivo en un baño o como un cultivo en perfusión con la producción continua de medio acondicionado durante periodos de tiempo prolongados. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, las líneas celulares anteriores son adecuadas para el desarrollo de un proceso industrial para la producción de las proteínas mutadas recombinantes deseadas.The above cell lines that produce the desired protein can be grown on a large scale, either in a suspension culture or on several solid supports. Some examples of these supports are microcarriers based on dextran or collagen matrices, or solid supports in the form of hollow fibers or various ceramic materials. When grown in a suspension cell culture or in microcarriers, the culture of the above cell lines can be carried out either as a culture in a bath or as a perfusion culture with the continuous production of conditioned medium during periods of prolonged time Therefore, in accordance with the present invention, the above cell lines are suitable for the development of an industrial process for the production of the desired recombinant mutated proteins.
Purificación y formulaciónPurification and formulation
El FVIII modificado recombinante, el cual se acumula en el medio de células secretoras de los tipos anteriores, se puede concentrar y purificar mediante varios métodos bioquímicos y cromatográficos, que incluyen métodos que emplean diferencias en tamaño, carga, hidrofobicidad, solubilidad, afinidad específica, etc. entre la proteína deseada y otras sustancias en el medio de cultivo celular.The recombinant modified FVIII, which accumulates in the medium of secretory cells of the above types, can be concentrated and purified by various biochemical and chromatographic methods, which include methods that employ differences in size, charge, hydrophobicity, solubility, specific affinity, etc. between the desired protein and other substances in the cell culture medium.
Un ejemplo de tal purificación consiste en la adsorción de la proteína mutada recombinante en un anticuerpo monoclonal, dirigido, p. ej., a una HLEP de albúmina humana, o dirigido al factor de coagulación respectivo, el cual se inmoviliza sobre un soporte sólido. Tras la adsorción del FVIII modificado sobre el soporte, su lavado y desorción, la proteína se puede purificar adicionalmente mediante varias técnicas cromatográficas basadas en las propiedades anteriores. El orden de los pasos de purificación se selecciona, p. ej., de acuerdo con la capacidad y la selectividad de los pasos, la estabilidad del soporte u otros aspectos. Algunos pasos de purificación preferidos, p. ej., son, sin carácter limitante, pasos de cromatografía de intercambio iónico, pasos de cromatografía de afinidad inmunitaria, pasos de cromatografía de afinidad, pasos de cromatografía de interacción hidrófoba, pasos de cromatografía con tintes, pasos de cromatografía con hidroxiapatita, pasos de cromatografía multimodal y pasos de cromatografía por exclusión de tamaño.An example of such purification is the adsorption of the recombinant mutated protein in a directed monoclonal antibody, e.g. eg, to a human albumin HLEP, or directed to the respective coagulation factor, which is immobilized on a solid support. After adsorption of the modified FVIII on the support, its washing and desorption, the protein can be further purified by various chromatographic techniques based on the above properties. The order of the purification steps is selected, e.g. eg, according to the capacity and selectivity of the steps, the stability of the support or other aspects. Some preferred purification steps, e.g. For example, they are, without limitation, ion exchange chromatography steps, immune affinity chromatography steps, affinity chromatography steps, hydrophobic interaction chromatography steps, dye chromatography steps, hydroxyapatite chromatography steps, multimodal chromatography and size exclusion chromatography steps.
Con el fin de minimizar el riesgo teórico de contaminaciones con virus, se pueden incluir pasos adicionales en el proceso que permitan la desactivación o eliminación eficaz de los virus. Tales pasos son, p. ej., un tratamiento térmico en estado líquido o sólido, un tratamiento con disolventes y/o detergentes, radiación en el espectro visible o UV, radiación gamma o nanofiltración.In order to minimize the theoretical risk of contamination with viruses, additional steps can be included in the process that allow the effective deactivation or elimination of viruses. Such steps are, e.g. eg, a heat treatment in a liquid or solid state, a treatment with solvents and / or detergents, radiation in the visible or UV spectrum, gamma radiation or nanofiltration.
Los polinucleótidos modificados (p. ej., ADN) de esta invención también se pueden integrar en un vector de transferencia para su uso en terapia génica humana.The modified polynucleotides (eg, DNA) of this invention can also be integrated into a transfer vector for use in human gene therapy.
Las diferentes realizaciones descritas en la presente se pueden combinar entre sí. La presente invención se describirá adicionalmente con más detalle en los ejemplos de esta que se muestran más adelante. Esta descripción de realizaciones específicas de la invención se realizará conjuntamente con las figuras adjuntas.The different embodiments described herein can be combined with each other. The present invention will be further described in more detail in the examples thereof shown below. This description of specific embodiments of the invention will be carried out in conjunction with the attached figures.
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El FVIII modificado que se describe en esta invención se puede formular en preparados farmacéuticos para uso terapéutico. La proteína purificada se puede disolver en soluciones tampón acuosas fisiológicamente compatibles convencionales, a las cuales se pueden añadir, opcionalmente, excipientes farmacéuticos para proporcionar preparados farmacéuticos.The modified FVIII described in this invention can be formulated in pharmaceutical preparations for therapeutic use. The purified protein can be dissolved in conventional physiologically compatible aqueous buffer solutions, to which, optionally, pharmaceutical excipients can be added to provide pharmaceutical preparations.
Tales portadores y excipientes farmacéuticos, así como también las formulaciones farmacéuticas adecuadas, son de uso común en la técnica (remítase, por ejemplo, a "Pharmaceutical Formulation Development of Peptides and Proteins", Frokjaer et al., Taylor y Francis (2000) o "Handbook of Pharmaceutical Excipients", 3.a edición, Kibbe et al., Pharmaceutical Press (2000)). En particular, la composición farmacéutica que comprende la variante polipeptídica de la invención se puede formular en forma líquida estable o liofilizada. La variante polipeptídica se puede liofilizar mediante varios procedimientos conocidos en la técnica. Las formulaciones liofilizadas se reconstituyen antes de su uso mediante la adición de uno o más diluyentes farmacéuticamente aceptables tales como agua estéril para inyección o solución salina fisiológica estéril.Such pharmaceutical carriers and excipients, as well as suitable pharmaceutical formulations, are in common use in the art (see, for example, "Pharmaceutical Formulation Development of Peptides and Proteins", Frokjaer et al., Taylor and Francis (2000) or "Handbook of Pharmaceutical Excipients", 3rd edition, Kibbe et al., Pharmaceutical Press (2000)). In particular, the pharmaceutical composition comprising the polypeptide variant of the invention can be formulated in a stable or lyophilized liquid form. The polypeptide variant can be lyophilized by several methods known in the art. Lyophilized formulations are reconstituted before use by the addition of one or more pharmaceutically acceptable diluents such as sterile water for injection or sterile physiological saline.
Las formulaciones de la composición se suministran al individuo mediante cualquier método farmacéuticamente adecuado de administración. Se conocen varios sistemas de suministro y se pueden utilizar para administrar la composición mediante cualquier vía conveniente. Preferentemente, las composiciones de la invención se administran por vía sistémica. Para el uso sistémico, las proteínas de inserción de la invención se formulan para el suministro parenteral (p. ej., intravenoso, subcutáneo, intramuscular, intraperitoneal, intracerebral, intrapulmonar, intranasal o transdérmico) o entérico (p. ej. oral, vaginal o rectal) de acuerdo con métodos convencionales. Las vías de administración más preferidas son la administración intravenosa y subcutánea. Las formulaciones se pueden administrar de forma continua por infusión o mediante inyección en bolo. Algunas formulaciones engloban sistemas de liberación lenta.Composition formulations are supplied to the individual by any pharmaceutically suitable method of administration. Several delivery systems are known and can be used to administer the composition by any convenient route. Preferably, the compositions of the invention are administered systemically. For systemic use, the insertion proteins of the invention are formulated for parenteral delivery (eg, intravenous, subcutaneous, intramuscular, intraperitoneal, intracerebral, intrapulmonary, intranasal or transdermal) or enteric (eg oral, vaginal or rectal) according to conventional methods. The most preferred routes of administration are intravenous and subcutaneous administration. The formulations can be administered continuously by infusion or by bolus injection. Some formulations encompass slow release systems.
Las proteínas de inserción de la presente invención se administran a los pacientes con una dosis terapéuticamente eficaz, que se refiere a una dosis que sea suficiente para producir los efectos deseados, de modo que prevengan o reduzcan la gravedad o la propagación de la afección o indicación que se esté tratando sin llegar a una dosis que produzca efectos secundarios adversos intolerables. La dosis exacta depende de muchos factores como, p. ej., la indicación, formulación, vía de administración, y se debe determinar en ensayos clínicos y preclínicos para cada indicación respectiva.The insertion proteins of the present invention are administered to patients with a therapeutically effective dose, which refers to a dose that is sufficient to produce the desired effects, so as to prevent or reduce the severity or spread of the condition or indication. that is being treated without reaching a dose that produces intolerable adverse side effects. The exact dose depends on many factors such as, e.g. eg, the indication, formulation, route of administration, and should be determined in clinical and preclinical trials for each respective indication.
La composición farmacéutica de la invención se puede administrar sola o combinada con otros agentes terapéuticos. Estos agentes se pueden incorporar como parte del mismo preparado farmacéutico. Un ejemplo de un agente de este tipo es la combinación de FVIII modificado con VWF no modificado.The pharmaceutical composition of the invention can be administered alone or in combination with other therapeutic agents. These agents can be incorporated as part of the same pharmaceutical preparation. An example of such an agent is the combination of modified FVIII with unmodified VWF.
FigurasFigures
Figura 1: Niveles de antígeno y actividad de FVIII de origen natural y de polipéptidos de fusión FVIII-C-terminal- albúmina.Figure 1: Antigen levels and activity of naturally occurring FVIII and FVIII-C-terminal-albumin fusion polypeptides.
Figura 2: Comparación de los parámetros farmacocinéticos de FVIII humano:Ag en ratones con supresión de VWF tras la inyección i.v. de 100 U (FVIII:Ag)/kg de FVIII de origen natural y FVIII-FP 1656 VWF (media; n=4/punto de evaluación).Figure 2: Comparison of the pharmacokinetic parameters of human FVIII: Ag in mice with VWF suppression after i.v. 100 U (FVIII: Ag) / kg of FVIII of natural origin and FVIII-FP 1656 VWF (mean; n = 4 / evaluation point).
Figura 3: Proporciones de VWF:RCo/VWF:Ag de sobrenadantes de cultivos celulares que contienen rVWF de origen natural (1570/1212), rVWF-FP (1572/1212) que contiene albúmina unida al extremo C-terminal, o un cultivo celular de expresión mixta que contiene una mezcla de rVWF de origen natural (1570/1212) y rVWF-FP (1572/1212) transfectada con una proporción de 5:1. Se obtuvieron valores de aproximadamente 0.8 en cada caso, los cuales son próximos a 1, que corresponde a la proporción teórica de NHP de acuerdo con las definiciones de las unidades.Figure 3: Proportions of VWF: RCo / VWF: Ag of cell culture supernatants containing naturally occurring rVWF (1570/1212), rVWF-FP (1572/1212) containing albumin bound to the C-terminal end, or a culture mixed expression cell containing a mixture of naturally occurring rVWF (1570/1212) and rVWF-FP (1572/1212) transfected with a 5: 1 ratio. Values of approximately 0.8 were obtained in each case, which are close to 1, which corresponds to the theoretical proportion of NHP according to the definitions of the units.
Figura 4: Electroforesis en gel de agarosa-SDS de rVWF de origen natural (1570/1212) expresado en células HEK (B) y rVWF-FP (1572/1212) expresado en células HEK (A). Las bandas se detectaron utilizando o bien anticuerpos para VWF o para albúmina (ASH).Figure 4: Electrophoresis in agarose-SDS gel of naturally occurring rVWF (1570/1212) expressed in HEK (B) and rVWF-FP (1572/1212) cells expressed in HEK (A) cells. Bands were detected using either VWF or albumin (ASH) antibodies.
Figura 5: Comparación de los parámetros farmacocinéticos de rWVF humano de origen natural y rVWF-FP tras la inyección i.v. de 100 IU de VWF:Ag en ratas (media, n=2-3 /punto de evaluación).Figure 5: Comparison of the pharmacokinetic parameters of human rWVF of natural origin and rVWF-FP after i.v. of 100 IU of VWF: Ag in rats (mean, n = 2-3 / evaluation point).
Ejemplos:Examples:
Ejemplo 1: Generación de vectores de expresión para moléculas de FVIII con fusión a albúmina C-terminalExample 1: Generation of expression vectors for FVIII molecules with C-terminal albumin fusion
En primer lugar se utilizó un plásmido de expresión basado en pIRESpuro3 (BD Biosciences) que contenía la secuencia de ADNc de FVIII de longitud completa en su sitio de clonación múltiple (pF8-FL) para crear un FVIII con el dominio B suprimido. Con este fin, se utilizaron los oligonucleótidos F8-1 y F8-2 (SEQ ID NO 1 y 2) en un experimento de mutagénesis dirigida al sitio de acuerdo con protocolos estándar (kit de mutagénesis dirigida al sitio QuickChange XL, Stratagene, La Jolla, CA, EE. UU.) utilizando pF8-FL como molde para eliminar el dominio B. EnFirst, a pIRESpuro3-based expression plasmid (BD Biosciences) containing the full-length FVIII cDNA sequence at its multiple cloning site (pF8-FL) was used to create an FVIII with the deleted B domain. To this end, oligonucleotides F8-1 and F8-2 (SEQ ID NO 1 and 2) were used in a site-directed mutagenesis experiment according to standard protocols (site-directed mutagenesis kit QuickChange XL, Stratagene, La Jolla , CA, USA) using pF8-FL as a template to eliminate domain B.
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un segundo paso, se introdujo una secuencia que codificaba la secuencia de aminoácidos RRGR para conectar R740 del dominio A2 con R1648 del dominio a3. Esto se llevó a cabo en otra ronda de mutagénesis dirigida al sitio utilizando los cebadores F8-3 y F8-4 (SEQ ID NO 3 y 4). El plásmido resultante se denominó pF8-457. Se generó un constructo de fusión FVIII-albúmina por pasos. En primer lugar, se introdujo un sitio de escisión PinAl en el extremo 3'-terminal de FVIII. Con este fin, se generó un fragmento de PCR utilizando pF8-457 como molde, empleando los cebadores de PCR We2827 y We2828 (SEQ ID NO 5 y 6), el cual se purificó mediante gel posteriormente, se cortó con las endonucleasas de restricción BspE1 y Notl, y se ligó en pF8-457 previamente digerido con BspE1 y Notl. El plásmido resultante (pF8-1433) se cortó a continuación con las enzimas PinAl y Notl, y se insertó un fragmento obtenido mediante pCr en un plásmido que contenía ADNc de albúmina humana utilizando los cebadores We 2829 y We 2830 (SEQ ID NO 7 y 8), y posteriormente se digirió con las enzimas PinAl y Notl. El plásmido de expresión resultante (pF8-1434) contenía las secuencias codificantes para un FVIII con el dominio B suprimido seguidas de un sitio PinAl para insertar conectores (que codifica la secuencia de aminoácidos ThrGly) y la secuencia codificante para albúmina humana. La secuencia de aminoácidos codificada por pF8-1434 se representa como SEQ ID NO 9.A second step, a sequence was introduced that encoded the RRGR amino acid sequence to connect R740 of domain A2 with R1648 of domain a3. This was carried out in another round of site-directed mutagenesis using primers F8-3 and F8-4 (SEQ ID NO 3 and 4). The resulting plasmid was named pF8-457. A stepwise FVIII-albumin fusion construct was generated. First, a PinAl cleavage site was introduced at the 3'-terminal end of FVIII. To this end, a PCR fragment was generated using pF8-457 as a template, using the PCR primers We2827 and We2828 (SEQ ID NO 5 and 6), which was subsequently gel purified, cut with the restriction endonucleases BspE1 and Notl, and bound in pF8-457 previously digested with BspE1 and Notl. The resulting plasmid (pF8-1433) was then cut with the PinAl and Notl enzymes, and a fragment obtained by pCr was inserted into a plasmid containing human albumin cDNA using primers We 2829 and We 2830 (SEQ ID NO 7 and 8), and subsequently digested with the enzymes PinAl and Notl. The resulting expression plasmid (pF8-1434) contained the coding sequences for an FVIII with the deleted B domain followed by a PinAl site to insert connectors (encoding the ThrGly amino acid sequence) and the human albumin coding sequence. The amino acid sequence encoded by pF8-1434 is represented as SEQ ID NO 9.
A continuación, las secuencias conectoras que separan el resto de FVIII y el resto de albúmina se pudieron insertar fácilmente en el sitio PinAI recién creado descrito anteriormente. A continuación se describe la inserción de dos secuencias conectoras. Además, basándose en pF8-1434, el conector TG se podría eliminar por completo e incluso las deleciones en el extremo C-terminal de FVIII o el extremo N-terminal de la albúmina se pueden llevar a cabo utilizando mutagénesis dirigida al sitio.Next, the connecting sequences that separate the rest of FVIII and the rest of albumin could easily be inserted into the newly created PinAI site described above. The following describes the insertion of two connecting sequences. In addition, based on pF8-1434, the TG connector could be completely removed and even deletions at the C-terminal end of FVIII or the N-terminal end of albumin can be carried out using site-directed mutagenesis.
Inserción de un conector escindible derivado del sitio de escisión de la trombina del FVIII: en primer lugar, se generó un fragmento de PCR que contenía la secuencia que codifica el sitio de escisión de la trombina en la posición 372 mediante PCR utilizando los cebadores We2979 y We2980 (SEQ ID NO 10 y 11) y pF8-457 como molde. Este fragmento se purificó, se digirió con PinAl y se ligó en pF8-1434 digerido con PinAl. La secuenciación verificó la inserción de la orientación correcta del fragmento y el plásmido resultante se denominó pF8-1563.Insertion of a cleavable linker derived from the thrombin cleavage site of FVIII: first, a PCR fragment was generated containing the sequence encoding the thrombin cleavage site at position 372 by PCR using primers We2979 and We2980 (SEQ ID NO 10 and 11) and pF8-457 as a mold. This fragment was purified, digested with PinAl and ligated into pF8-1434 digested with PinAl. Sequencing verified the insertion of the correct orientation of the fragment and the resulting plasmid was designated pF8-1563.
Inserción de un conector de glicina/serina flexible: se amplificó un fragmento de PCR que contenía la secuencia codificante para un conector de glicina/serina de 31 aminoácidos mediante PCR a partir de pFVII-937 que se describe en WO2007/090584 utilizando los cebadores We2991 y We2992 (SEQ ID nO 12 y 13). A continuación, este fragmento se purificó, se digirió con la endonucleasa de restricción PinAl y se ligó en pF8-1434 digerido con PinAl. La secuenciación verificó la inserción de la orientación correcta del fragmento y el plásmido resultante se denominó pF8-1568.Insertion of a flexible glycine / serine connector: a PCR fragment containing the coding sequence for a 31 amino acid glycine / serine connector was amplified by PCR from pFVII-937 described in WO2007 / 090584 using We2991 primers and We2992 (SEQ ID No. 12 and 13). This fragment was then purified, digested with the restriction endonuclease PinAl and ligated into pF8-1434 digested with PinAl. Sequencing verified the insertion of the correct orientation of the fragment and the resulting plasmid was designated pF8-1568.
Utilizando los protocolos y los plásmidos descritos anteriormente y aplicando técnicas de biología molecular conocidas por los expertos en la técnica (y que se describen, p. ej., en Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel FM et al. (eds.) John Wiley & Sons, Inc.;
http://www.currentprotocols.com/WileyCDA/), un experto puede preparar otros constructos para reemplazar la albúmina por otro HLEP o insertar cualquier otro conector en el sitio PinAl descrito. La transferencia del ADNc de FVIII/albúmina en vectores adecuados tales como pIRESneo3 (Invitrogen) y pEE12.4 (Lonza) permitió la expresión y la selección de clones que expresaban la proteína de fusión FVIII-albúmina respectiva en células CHO.Using the protocols and plasmids described above and applying molecular biology techniques known to those skilled in the art (and described, e.g., in Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel FM et al. (Eds.) John Wiley & Sons, Inc .;
http://www.currentprotocols.com/WileyCDA/), an expert can prepare other constructs to replace the albumin with another HLEP or insert any other connector in the described PinAl site. Transfer of the FVIII / albumin cDNA into suitable vectors such as pIRESneo3 (Invitrogen) and pEE12.4 (Lonza) allowed the expression and selection of clones expressing the respective FVIII-albumin fusion protein in CHO cells.
Ejemplo 2: Transfección y expresión de las proteínas FVIII y VWFExample 2: Transfection and expression of FVIII and VWF proteins
Se cultivaron plásmidos de expresión en E. coli TOP10 (Invitrogen, Carlsbad, CA, EE. UU.) y se purificaron utilizando protocolos estándar (Qiagen, Hilden, Alemania). Se transfectaron células HEK-293 (Invitrogen) utilizando el reactivo Lipofectamina 2000 (Invitrogen) y se cultivaron en medio exento de suero (Invitrogen 293 Express) en presencia de 4 pg/mL de Puromicina y opcionalmente 0.5 IU/mL de VWF. Se transfectaron células CHO (CHO-S, Invitrogen; CHOK1SV, Lonza) utilizando el reactivo Lipofectamina 2000 (Invitrogen) y se cultivaron en medio exento de suero (Invitrogen CD CHO, glutamina 6 mM para ChO-S y CD-CHO para CHoK1sV) en presencia de 500-1000 pg/mL de Geneticina (CHO-S únicamente). Para la expresión de FVIII, se añadieron opcionalmente 0.5 IU/mL de VWF. Para la expresión de vWF, se cotransfectó un plásmido de expresión que codificaba PACE/furina (pFu-797) según se describe en WO2007/144173. En otro experimento, dos plásmidos que codificaban VWF de origen natural y VWF fusionado en el extremo C-terminal con albúmina se cotransfectaron con pFu-797 para obtener multímeros de VWF con monómeros de VWF de origen natural y monómeros de VWF fusionados con albúmina (remítase a la figura 3). Las poblaciones de células transfectadas se esparcieron mediante frascos para cultivo celular en botellas rotatorias o fermentadores de pequeña escala, de los cuales se recolectaron los sobrenadantes para purificarlos.Expression plasmids were grown in E. coli TOP10 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) and purified using standard protocols (Qiagen, Hilden, Germany). HEK-293 cells (Invitrogen) were transfected using the Lipofectamine 2000 reagent (Invitrogen) and grown in serum free medium (Invitrogen 293 Express) in the presence of 4 pg / mL of Puromycin and optionally 0.5 IU / mL of VWF. CHO cells (CHO-S, Invitrogen; CHOK1SV, Lonza) were transfected using Lipofectamine 2000 reagent (Invitrogen) and cultured in serum-free medium (Invitrogen CD CHO, 6 mM glutamine for ChO-S and CD-CHO for CHoK1sV) in the presence of 500-1000 pg / mL of Geneticin (CHO-S only). For the expression of FVIII, 0.5 IU / mL of VWF was optionally added. For vWF expression, an expression plasmid encoding PACE / furin (pFu-797) was co-transfected as described in WO2007 / 144173. In another experiment, two plasmids encoding VWF of natural origin and VWF fused at the C-terminal end with albumin were co-transfected with pFu-797 to obtain VWF multimers with VWF monomers of natural origin and VWF monomers fused with albumin (refer to figure 3). The transfected cell populations were spread by means of cell culture bottles in rotary bottles or small-scale fermenters, from which supernatants were collected for purification.
La tabla 2 enumera los datos de expresión de HEK-293 para los constructos descritos en el ejemplo 1.Table 2 lists the HEK-293 expression data for the constructs described in example 1.
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Tabla 2:Table 2:
- Constructo Construct
- Actividad [U/mL] Activity [U / mL]
- pF8-457 pF8-457
- 1.54 1.54
- pF8-457 + 0.5 U/mL de VWF pF8-457 + 0.5 U / mL of VWF
- 1.66 1.66
- pF8-1434 pF8-1434
- 1.59 1.59
- pF8-1434 + 0.5 U/mL de VWF pF8-1434 + 0.5 U / mL of VWF
- 1.82 1.82
- pF8-1563 + 0.5 U/mL de VWF pF8-1563 + 0.5 U / mL of VWF
- 2.04 2.04
- pF8-1568 + 0.5 U/mL de VWF pF8-1568 + 0.5 U / mL of VWF
- 1.21 1.21
Ejemplo 3: Incremento de la tasa de expresión de la proteína de fusión FVIM-albúminaExample 3: Increase in the expression rate of the FVIM-albumin fusion protein
La figura 1 resume los resultados de un estudio de expresión de una proteína de fusión FVIN-albúmina en un cultivo celular exento de suero. Se transfectaron células HEK-293 por triplicado con pF8-1434 (fusión FVIII-C-terminal- albúmina) y pF8-457 (FVIII de origen natural), respectivamente, se sembraron en frascos T80 con números celulares equivalentes y se cultivaron en ausencia de vWf estabilizante. A continuación, el sobrenadante del cultivo se recolectó después de 96, 120 y 144 horas, y se evaluó para determinar la actividad de FVIII.Figure 1 summarizes the results of an expression study of an FVIN-albumin fusion protein in a serum-free cell culture. HEK-293 cells were transfected in triplicate with pF8-1434 (FVIII-C-terminal-albumin fusion) and pF8-457 (naturally occurring FVIII), respectively, seeded in T80 bottles with equivalent cell numbers and grown in the absence of vWf stabilizer. Next, the culture supernatant was collected after 96, 120 and 144 hours, and evaluated to determine FVIII activity.
Los resultados mostraron un efecto potenciador de la expresión del resto de albúmina cuando está presente como una parte integral de la molécula de FVIII en el cultivo celular. Como consecuencia, se mejoró claramente la productividad en el caso de la proteína de fusión en comparación con el FVIII de origen natural (figura 1).The results showed an effect enhancing the expression of the albumin residue when it is present as an integral part of the FVIII molecule in cell culture. As a consequence, productivity was clearly improved in the case of the fusion protein compared to the naturally occurring FVIII (Figure 1).
Ejemplo 4: Purificación de proteínas FVIIIExample 4: Purification of FVIII proteins
Se añadió una cantidad suficiente de una resina de afinidad inmunitaria al sobrenadante de expresión que contenía la molécula de FVIII para que se uniera a la actividad de FVIII casi completamente. La resina de afinidad inmunitaria se había preparado uniendo covalentemente un MAb anti-FVIII adecuado a una resina Sephacryl S1000 empleada como soporte. Después de lavar la resina, se introdujo en una columna cromatográfica y se lavó de nuevo. La elución se llevó a cabo utilizando un tampón que contenía CaCl2 250 mM y etilenglicol al 50%.A sufficient amount of an immune affinity resin was added to the expression supernatant containing the FVIII molecule to bind FVIII activity almost completely. The immune affinity resin was prepared by covalently attaching a suitable anti-FVIII MAb to a Sephacryl S1000 resin used as a support. After washing the resin, it was placed on a chromatographic column and washed again. Elution was carried out using a buffer containing 250 mM CaCl2 and 50% ethylene glycol.
Las fracciones de la cromatografía de afinidad inmunitaria (IAC, por sus siglas en inglés) que contenían actividad FVIII:C se agruparon, se sometieron a diálisis frente a un tampón de formulación (excipientes: cloruro de sodio, sacarosa, histidina, cloruro de calcio y Tween 80) y se concentraron. Las muestras o bien se guardaron congeladas o se liofilizaron utilizando un ciclo de liofilización adecuado.Immunity affinity chromatography (IAC) fractions containing FVIII: C activity were pooled, subjected to dialysis against a formulation buffer (excipients: sodium chloride, sucrose, histidine, calcium chloride and Tween 80) and concentrated. The samples were either stored frozen or lyophilized using a suitable lyophilization cycle.
Como alternativa, el sobrenadante del cultivo celular que contiene el FVIII se concentra/purifica mediante cromatografía de intercambio iónico en primer lugar y a continuación mediante una purificación adicional utilizando cromatografía de afinidad inmunitaria (IAC). En este caso, el material eluido de la cromatografía de intercambio iónico se introduce en una columna de IAC utilizando la resina mencionada anteriormente.Alternatively, the cell culture supernatant containing FVIII is concentrated / purified by ion exchange chromatography first and then by further purification using immune affinity chromatography (IAC). In this case, the eluted material of the ion exchange chromatography is introduced into an IAC column using the resin mentioned above.
Ejemplo 5: Análisis de la actividad y el antígeno de FVIIIExample 5: FVIII activity and antigen analysis
Para determinar la actividad de FVIII:C in vitro, se llevó a cabo o bien un ensayo de coagulación (p. ej., plasma deficiente en FVIII y reactivo Pathromtin SL suministrado por Dade Behring, Alemania) o un ensayo cromogénico (p. ej., ensayo Coamatic FVIII:C suministrado por Haemochrom). Los ensayos se llevaron a cabo de acuerdo con las instrucciones del fabricante.To determine the activity of FVIII: C in vitro, either a coagulation assay (e.g., FVIII-deficient plasma and Pathromtin SL reagent supplied by Dade Behring, Germany) or a chromogenic assay (e.g. ., Coamatic FVIII: C test supplied by Haemochrom). The tests were carried out in accordance with the manufacturer's instructions.
El antígeno de FVIII (FVIII:Ag) se determinó mediante ELISA, cuyo rendimiento es conocido por los expertos en la técnica. Resumiendo, se incubaron microplacas con 100 pL por pocillo del anticuerpo de captura (IgG anti-FVIII humano de oveja, Cedarlane CL20035K-C, con un factor de dilución 1:200 en Tampón A [Sigma C3041]) durante 2 horas a temperatura ambiente. Después de lavar las placas tres veces con tampón B (Sigma P3563), se incubaron diluciones en serie de la muestra de prueba en tampón diluyente para la muestra (Cedarlane), así como también diluciones en serie de un preparado de FVIII (CSL Behring; 200 - 2 mU/mL) en tampón diluyente para la muestra (volúmenes por pocillo: 100 pL), durante dos horas a temperatura ambiente. Después de tres pasos de lavado con tampón B, se añadieron 100 pL de una dilución 1:2 en tampón B del anticuerpo de detección (IgG anti-FVIII humanoThe FVIII antigen (FVIII: Ag) was determined by ELISA, whose performance is known to those skilled in the art. In summary, microplates were incubated with 100 pL per well of the capture antibody (human sheep anti-FVIII IgG, Cedarlane CL20035K-C, with a 1: 200 dilution factor in Buffer A [Sigma C3041]) for 2 hours at room temperature . After washing the plates three times with buffer B (Sigma P3563), serial dilutions of the test sample were incubated in diluent buffer for the sample (Cedarlane), as well as serial dilutions of an FVIII preparation (CSL Behring; 200-2 mU / mL) in diluent buffer for the sample (volumes per well: 100 pL), for two hours at room temperature. After three washing steps with buffer B, 100 pL of a 1: 2 dilution in buffer B of the detection antibody (human anti-FVIII IgG) was added
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de oveja, Cedarlane CL20035K-D, marcada con peroxidasa) a cada pocilio y se incubaron durante otra hora a temperatura ambiente. Después de tres pasos de lavado con tampón B, se añadieron 100 pL de solución de sustrato (1:10 (v/v) TMB OUVF : tampón de TMB OUVG, Dade Behring) por pocillo y se incubaron durante 30 minutos a temperatura ambiente en la oscuridad. La adición de 100 pL de solución de detención (Dade Behring, OSFA) preparó las muestras para su lectura en un lector de microplacas adecuado a una longitud de onda de 450 nm. A continuación, se calcularon las concentraciones de las muestras de prueba utilizando la curva patrón con el preparado de FVIII como referencia.of sheep, Cedarlane CL20035K-D, labeled with peroxidase) to each well and incubated for another hour at room temperature. After three washing steps with buffer B, 100 pL of substrate solution (1:10 (v / v) TMB OUVF: TMB OUVG buffer, Dade Behring) was added per well and incubated for 30 minutes at room temperature in Darkness. The addition of 100 pL of stop solution (Dade Behring, OSFA) prepared the samples for reading in a suitable microplate reader at a wavelength of 450 nm. Next, the concentrations of the test samples were calculated using the standard curve with the FVIII preparation as a reference.
Ejemplo 6: Evaluación de los parámetros farmacocinéticos de FVIII-FP en ratones en los que se ha suprimido VWF tras una única inyección i.v.Example 6: Evaluation of the pharmacokinetic parameters of FVIII-FP in mice in which VWF has been suppressed after a single i.v.
Con el fin de comparar los parámetros farmacocinéticos de FVIII de origen natural (ADN 457) y FVIII-FP C-terminal (ADN 1656), ambas variantes de FVIII se administraron por vía intravenosa a ratones. Se seleccionó una cepa de ratón en la que se había suprimido VWF (Denis C. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, Vol. 95, 9524-9529) ya que, entre otras funciones, VWF actúa como portador y proteína estabilizante para FVIII, de este modo protege a FVIII frente a su degradación prematura, p. ej., por parte de proteasas, y frente a su eliminación prematura de la circulación. Para un FVIII no modificado, es esencial una interacción sin perturbaciones con VWF, según ilustran los casos de hemofilia A, provocados por una mutación en la región C-terminal, que provoca una reducción de la unión a VWF. En el caso de FVIII modificado, tal unión puede ser, a pesar de ello, incluso indeseada, con el fin de examinar o conseguir unos parámetros farmacocinéticos mejorados. Por consiguiente, se inyectaron ambos productos por vía i.v. con una dosis de 100 U (FVIII:Ag)/kg en bolo a dos grupos de ratones (tabla 3). Se tomaron muestras de sangre de forma retroorbital en intervalos adecuados, empezando 5 minutos después de la aplicación de las sustancias de prueba y hasta las 24 horas. Se tomó una muestra de sangre / ratón, se procesó hasta obtener el plasma y se guardó congelada a -20 °C hasta el análisis. Se cuantificó la concentración de FVIII:Ag humano utilizando un ensayo ELISA específico para FVIII humano o mediante un ELISA mixto específico para FVIII y albúmina humana, respectivamente. La concentración en plasma media de las muestras agrupadas para cada punto de evaluación se utilizó para calcular los parámetros farmacocinéticos. La semivida se calculó utilizando los puntos de evaluación de la fase beta de la eliminación de acuerdo con la fórmula t-i/2 = In2 / k, donde k es la pendiente de la recta de regresión. El resultado se representa en la figura 2. Sorprendentemente, FVIII-FP 1656 (t-i/2 = 3.06 h, entre 5 y 960 min) presentó una semivida terminal aproximadamente 3-4 veces más prolongada en comparación con FVIII de origen natural (t-i/2 = 0.8 h, entre 5 y 240 min). Además, la recuperación de FVIII-FP 1656 se incrementó aproximadamente un 20% en comparación con FVIII de origen natural (tabla 4).In order to compare the pharmacokinetic parameters of naturally occurring FVIII (DNA 457) and C-terminal FVIII-FP (DNA 1656), both FVIII variants were administered intravenously to mice. A mouse strain was selected in which VWF had been suppressed (Denis C. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, Vol. 95, 9524-9529) since, among other functions, VWF acts as a carrier and stabilizing protein for FVIII, it thus protects FVIII against its premature degradation, e.g. eg, by proteases, and against their premature elimination of circulation. For an unmodified FVIII, an undisturbed interaction with VWF is essential, as illustrated by cases of hemophilia A, caused by a mutation in the C-terminal region, which causes a reduction in VWF binding. In the case of modified FVIII, such a union may, however, even be unwanted, in order to examine or achieve improved pharmacokinetic parameters. Therefore, both products were injected via i.v. with a dose of 100 U (FVIII: Ag) / kg bolus to two groups of mice (table 3). Blood samples were taken retroorbitally at appropriate intervals, starting 5 minutes after the application of the test substances and up to 24 hours. A blood / mouse sample was taken, processed until plasma was obtained and stored frozen at -20 ° C until analysis. The concentration of human FVIII: Ag was quantified using an ELISA assay specific for human FVIII or by a mixed ELISA specific for FVIII and human albumin, respectively. The mean plasma concentration of the pooled samples for each evaluation point was used to calculate the pharmacokinetic parameters. The half-life was calculated using the evaluation points of the beta phase of the elimination according to the formula t-i / 2 = In2 / k, where k is the slope of the regression line. The result is represented in Figure 2. Surprisingly, FVIII-FP 1656 (ti / 2 = 3.06 h, between 5 and 960 min) presented a terminal half-life approximately 3-4 times longer compared to FVIII of natural origin (ti / 2 = 0.8 h, between 5 and 240 min). In addition, the recovery of FVIII-FP 1656 was increased by approximately 20% compared to FVIII of natural origin (Table 4).
Tabla 3: Grupos de tratamiento para la comparación de los parámetros farmacocinéticos de FVIII en ratones en los que se ha suprimido VWFTable 3: Treatment groups for the comparison of FVIII pharmacokinetic parameters in mice in which VWF has been suppressed
- Tratamiento Treatment
- Dosis (FVIIkC) / volumen / programa / vía N Dose (FVIIkC) / volume / program / via N
- FVIII de origen natural FVIII of natural origin
- 100 U (FVIII:Ag)/kg / 0.2 mL/20 g de peso corporal / t=0 h / i.v. 24 100 U (FVIII: Ag) / kg / 0.2 mL / 20 g body weight / t = 0 h / i.v. 24
- FVIII-FP 1656 FVIII-FP 1656
- 100 U (FVIII:Ag)/kg / 0.2 mL/20 g de peso corporal / t=0 h / i.v. 24 100 U (FVIII: Ag) / kg / 0.2 mL / 20 g body weight / t = 0 h / i.v. 24
Tabla 4: Biodisponibilidad (%) de FVIII de origen natural y FVIII modificado, FVIII-FP 1656,Table 4: Bioavailability (%) of FVIII of natural origin and modified FVIII, FVIII-FP 1656,
tras la inyección i.v. en ratones en los que se ha suprimido VWFafter injection i.v. in mice in which VWF has been suppressed
- Tratamiento Treatment
- Biodisponibilidad (%) Bioavailability (%)
- FVIII de origen natural FVIII of natural origin
- 100 100
- FVIII-FP 1656 FVIII-FP 1656
- 120.4 120.4
55
1010
15fifteen
20twenty
2525
3030
3535
4040
45Four. Five
50fifty
Ejemplo 7: Generación de vectores de expresión para VWF de origen natural y proteínas de fusión VWF- albúminaExample 7: Generation of expression vectors for naturally occurring VWF and VWF-albumin fusion proteins
En primer lugar se generó un plásmido de expresión que contenía la secuencia de ADNc de VWF de longitud completa en su sitio de clonación múltiple. Para ello, la secuencia codificante de VWF se amplificó mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) utilizando el conjunto de cebadores VWF+ y VWF- (SEQ ID NO. 17 y 18) en las condiciones estándar conocidas por los expertos en la técnica (y según se describe, p. ej., en Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel FM et al. (eds.) John Wiley & Sons, Inc.;
http://www.currentprotocols.com/WileyCDA/) a partir de un plásmido que contenía ADNc de VWF (que se puede obtener de proveedores comerciales, p. ej., pMT2-VWF de ATCC, N.° 67122). El fragmento de PCR resultante se digirió con la endonucleasa de restricción EcoRI y se ligó en el vector de expresión pIRESpuro3 (BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ, EE. UU.) que había sido linealizado con EcoRI. El plásmido de expresión resultante que contenía el ADNc de origen natural de VWF después del promotor CMV se denominó pVWF-1570.First, an expression plasmid was generated that contained the full-length VWF cDNA sequence at its multiple cloning site. To this end, the VWF coding sequence was amplified by polymerase chain reaction (PCR) using the VWF + and VWF- primer set (SEQ ID NO. 17 and 18) under standard conditions known to those skilled in the art (and as described, eg, in Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel FM et al. (eds.) John Wiley & Sons, Inc .;
http://www.currentprotocols.com/WileyCDA/) from a plasmid containing VWF cDNA (which can be obtained from commercial suppliers, e.g., pMT2-VWF from ATCC, No. 67122). The resulting PCR fragment was digested with the EcoRI restriction endonuclease and ligated into the pIRESpuro3 expression vector (BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ, USA) that had been linearized with EcoRI. The resulting expression plasmid containing the naturally occurring cDNA of VWF after the CMV promoter was named pVWF-1570.
Un fragmento de PCR que contenía la secuencia codificante para un conector de glicina/serina de 31 aminoácidos y el ADNc de albúmina humana se amplificó a partir de pFVII-937 que se describe en WO2007/090584 utilizando los cebadores We2994 y We1335 (SEQ ID NO. 19 y 20). A continuación, este fragmento de PCR se digirió con la endonucleasa de restricción Notl y se ligó en pVWF-1570 digerido con Notl. El plásmido resultante que contenía las secuencias codificantes de VWF de origen natural, la secuencia conectora y albúmina humana se denominó pVWF- 1574.A PCR fragment containing the coding sequence for a 31 amino acid glycine / serine linker and the human albumin cDNA was amplified from pFVII-937 described in WO2007 / 090584 using primers We2994 and We1335 (SEQ ID NO .19 and 20). This PCR fragment was then digested with the Notl restriction endonuclease and ligated into pVWF-1570 digested with Notl. The resulting plasmid containing the naturally occurring VWF coding sequences, the human albumin and linker sequence was named pVWF-1574.
Con el fin de conseguir la expresión de una proteína de fusión, se tuvieron que eliminar varias bases entre VWF y la secuencia conectora. Esto se llevó a cabo mediante mutagénesis dirigida al sitio de acuerdo con protocolos estándar (kit de mutagénesis dirigida al sitio QuickChange XL, Stratagene, La Jolla, CA, EE. Uu.) utilizando los oligonucleótidos We2995 y We2996 (SEQ ID NO 21 y 22). El plásmido de expresión resultante denominado pVWF- 1572 contenía las secuencias codificantes de VWF en fase con la de un conector de glicina/serina de 31 aminoácidos y albúmina humana. La secuencia de aminoácidos de rVWF-FP expresada se expone como SEQ ID No. 25. La secuencia de aminoácidos de la preproproteína VWF humana se expone como SEQ ID NO. 24.In order to achieve the expression of a fusion protein, several bases had to be removed between VWF and the linker sequence. This was carried out by site-directed mutagenesis according to standard protocols (site-directed mutagenesis kit QuickChange XL, Stratagene, La Jolla, CA, USA) using oligonucleotides We2995 and We2996 (SEQ ID NO 21 and 22 ). The resulting expression plasmid called pVWF-1572 contained the VWF phase coding sequences with that of a 31 amino acid glycine / serine linker and human albumin. The amino acid sequence of rVWF-FP expressed is set forth as SEQ ID No. 25. The amino acid sequence of the human VWF preproprotein is set forth as SEQ ID NO. 24.
Utilizando los plásmidos y protocolos descritos anteriormente y aplicando técnicas de biología molecular conocidas por los expertos en la técnica (y según se describe, p. ej., en Current Protocols in Molecular Biology, ibid), un experto puede preparar otros constructos para reemplazar la secuencia de albúmina por otra secuencia de HLEP o la secuencia conectora por otra secuencia conectora.Using the plasmids and protocols described above and applying molecular biology techniques known to those skilled in the art (and as described, e.g., in Current Protocols in Molecular Biology, ibid), an expert can prepare other constructs to replace the albumin sequence by another HLEP sequence or the connector sequence by another connector sequence.
Ejemplo 8: Purificación de VWF y proteínas de fusión VWF-albúminaExample 8: Purification of VWF and VWF-albumin fusion proteins
Se filtraron de forma estéril sobrenadantes de cultivos celulares que contenían VWF de origen natural (rVWF de origen natural) o proteína de fusión VWF-albúmina (rVWF-FP) a través de un filtro de 0.2 pm y se sometieron a diálisis frente a un tampón de equilibración (EB: Tris-HCl 10mM, CaCl210mM, pH 7.0). A continuación, este material se aplicó a una columna de Heparina Fractogel equilibrada con EB. La columna se lavó con EB y las proteínas VWF se eluyeron con NaCl 500mM en EB. El pico de elución se concentró y se sometió a diálisis frente a un tampón de FB (3 g/L de cloruro de sodio, 20 g/L de glicina, 5.5 g/L de citrato de trisodio dihidratado, pH 7.0). Finalmente, el material se filtró de forma estéril y se congeló en alícuotas. Cuando procedió, se aplicaron pasos de purificación adicionales que comprendieron cromatografía de intercambio aniónico y/o catiónico, HIC y SEC.Supernatants from cell cultures containing naturally occurring VWF (naturally occurring rVWF) or VWF-albumin fusion protein (rVWF-FP) were filtered sterile through a 0.2 pm filter and dialyzed against a buffer equilibration (EB: 10mM Tris-HCl, CaCl210mM, pH 7.0). This material was then applied to a column of Hectoin Fractogel equilibrated with EB. The column was washed with EB and the VWF proteins were eluted with 500mM NaCl in EB. The elution peak was concentrated and dialyzed against an FB buffer (3 g / L sodium chloride, 20 g / L glycine, 5.5 g / L trisodium citrate dihydrate, pH 7.0). Finally, the material was sterile filtered and frozen in aliquots. When appropriate, additional purification steps were applied comprising anionic and / or cationic exchange chromatography, HIC and SEC.
Ejemplo 9: análisis de la actividad y el antígeno de VWFExample 9: VWF activity and antigen analysis
Las muestras se analizaron mediante la determinación inmunoturbidimétrica de VWF:Ag (OPAB03, Siemens Healthcare Diagnostics, Marburg, Alemania) y para determinar la unión a colágeno (ELISA VWF:CBA de Technozym, Ref. 5450301 con el conjunto de calibración 5450310 y el conjunto de control 5450312, Technoclone, Viena, Austria) según describe el fabricante.Samples were analyzed by VWF immunoturbidimetric determination: Ag (OPAB03, Siemens Healthcare Diagnostics, Marburg, Germany) and to determine collagen binding (VWF ELISA: Technozym CBA, Ref. 5450301 with the 5450310 calibration set and the set No. 5450312, Technoclone, Vienna, Austria) as described by the manufacturer.
La evaluación de VWF:RCo se llevó a cabo utilizando el reactivo BC VWF de Siemens Healthcare Diagnostics, Marburg, Alemania, de acuerdo con la descripción del fabricante. Se utilizó el patrón internacional de concentrado como preparado patrón principal para calibrar un preparado patrón obtenido internamente para uso diario.The VWF: RCo evaluation was carried out using the BC VWF reagent from Siemens Healthcare Diagnostics, Marburg, Germany, according to the manufacturer's description. The international standard of concentrate was used as the main standard preparation to calibrate a standard preparation obtained internally for daily use.
Se calculan las relaciones de los ensayos de VWF:RCo y VWF:Ag con el fin de comparar este parámetro para diferentes constructos evaluados. Según se muestra en la figura 3, la relación VWF:RCo/VWF:Ag fue comparable para rVWF de origen natural y la proteína de fusión rVWF-C-terminal-albúmina.The relationships of the VWF: RCo and VWF: Ag tests are calculated in order to compare this parameter for different constructs evaluated. As shown in Figure 3, the VWF: RCo / VWF: Ag ratio was comparable for naturally occurring rVWF and the rVWF-C-terminal-albumin fusion protein.
Para los análisis farmacocinéticos, se determinó el antígeno de VWF mediante ELISA, cuyo rendimiento es conocido por los expertos en la técnica. Resumiendo, se incubaron microplacas con 100 pL por pocillo del anticuerpo de captura (IgG anti-VWF humano de conejo, Dako A0082 [Dako, Hamburg, Alemania], con un factor de dilución 1:2000 en tampón A [Sigma C3041, Sigma-Aldrich, Munich, Alemania]) durante toda la noche a temperatura ambiente. Después de lavar las placas tres veces con tampón B (Sigma P3563), cada pocillo se incubó con 200 pL de tampónFor pharmacokinetic analyzes, the VWF antigen was determined by ELISA, the performance of which is known to those skilled in the art. In summary, microplates were incubated with 100 pL per well of the rabbit capture antibody (human anti-VWF IgG, Dako A0082 [Dako, Hamburg, Germany], with a 1: 2000 dilution factor in buffer A [Sigma C3041, Sigma- Aldrich, Munich, Germany]) overnight at room temperature. After washing the plates three times with buffer B (Sigma P3563), each well was incubated with 200 pL of buffer
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